Salute

La mano artificiale sensibile come quella naturale

Due diverse protesi di mano e di braccio bionici restituiscono alle persone amputate il senso del tatto e la capacità di sentirle come parte del proprio corpo. Sono state sperimentate e "indossate" per quasi due anni, un tempo molto lungo che altre protesi sperimentali non hanno mai raggiunto. 

Staccare un picciolo di ciliegia, riconoscere bendati, al tatto, un batuffolo di cotone da un pezzo di carta, spaccare un ciocco di legno. Sembrano tutte attività facili, ma per chi ha una mano amputata, anche se usa una protesi, non è affatto così.

Ora sembra però sempre più vicina la prospettiva di avere una mano o un braccio artificiale che, oltre a restituire la funzionalità dell’arto alle persone cui manca, le rende capaci di compiere movimenti delicati e di sentire gli arti come se appartenessero al corpo, e non come appendici morte ed estranee. Da tempo vari gruppi di ricerca stanno perfezionando prototipi di mano bionica con queste caratteristiche, che le rendano più accettabili alle persone amputate di quelle ora esistenti in commercio.

Due studi pubblicati questa settimana su Science Translational Medicine riportano gli ultimi progressi compiuti.

Tocco delicato. Nel primo lavoro, i ricercatori della Case Western Reserve University hanno sviluppato una protesi di mano interfacciata con il sistema nervoso che è riuscita a restituire a due pazienti la sensazione del tatto. Il primo, un uomo che ha perso la mano in un incidente di lavoro, l’ha utilizzata per due anni e mezzo; il secondo per oltre un anno.

I movimenti di presa della protesi sviluppata negli USA permettono di afferrare un chicco d'uva (o una ciliegia, vedi video a fine pagina) in modo delicato. © Dale Omori

La mano artificiale è stata collegata direttamente ai nervi del braccio, per consentire un controllo migliore e più fine dei movimenti dell’arto. In pratica, protesi e sistema nervoso sono stati interfacciati con tre elettrodi, impiantati sottopelle e avvolti intorno ai nervi rimanenti del moncone. Questa protesi di mano ha resistito durante attività “violente”, come tagliare la legna, a dimostrazione che può funzionare bene per l’uso nella vita reale.

Presa naturale. In più, i ricercatori hanno provato a vedere se era possibile ricreare tramite gli stessi elettrodi la sensazione del tatto. In sedute regolari in laboratorio, i due pazienti sono state sottoposti a stimolazioni elettriche via via calibrate per intensità in modo da ricreare sensazioni provenienti dalla mano artificiale. Grazie a questi “esercizi”, i pazienti sono riusciti a migliorare i movimenti di presa e a manipolare con la giusta forza gli oggetti, per afferrare con la giusta forza, senza spremerlo, un chicco d’uva, e hanno riferito che le sensazioni provenienti dalla mano bionica erano “naturali”.

Impiantare un braccio come un dente. Nell’altra sperimentazione, scienziati della Chalmers University of Techonology di Göteborg, in Svezia, hanno impiantato una vera e propria protesi di mano e di avambraccio nell’osso di un paziente amputato sopra il gomito.

La protesi sperimentata in Svezia è impiantata direttamente nello scheletro. © Ortiz Catalan

In pratica, con una vite al titanio, è stata realizzata una fusione stabile tra uomo e macchina. «Il braccio artificiale è collegato direttamente allo scheletro, e questo garantisce stabilità meccanica. In più, anche il sistema di controllo biologico, nervi e muscoli, sono interfacciati direttamente al sistema di controllo artificiale tramite elettrodi» ha spiegato Max Ortiz Catalan, l’autore principale dello studio. La protesi è in questo caso un’estensione artificiale dell’osso rimasto dopo l’amputazione: lo stesso concetto degli impianti dentali qui utilizzato però per un arto.

tra problemi e speranze. Il problema delle protesi è stato finora proprio quello di collegare l’arto artificiale al corpo. Se il portatore non sente la protesi come parte di sé, tende ad abbandonarla. E anche l’ipotesi del trapianto, tentato proprio in Italia, non si è rivelato finora una strada facilmente percorribile. Il paziente operato in Italia nel 2000 dal chirurgo Marco Lanzetta, nel 2013 si è dovuto sottoporre a una nuova asportazione dell'arto trapiantato perché nel corso del tempo era andato incontro a numerose e pericolose crisi di rigetto.

Uno dei due soggetti della sperimentazione con un ciliegino tra la dita bioniche. © Russell Lee

Perché sono due esperimenti importanti. Il fatto più significativo delle due nuove sperimentazioni è la loro durata. All’inizio di quest’anno, sulla stessa rivista sono stati riportati i risultati della sperimentazione della mano bionica dotata di senso del tatto cui hanno contribuito in larga parte ricercatori della Scuola Sant’Anna di Pisa. In quel caso (questo articolo di Focus riporta la notizia), gli elettrodi erano stati impiantati addirittura dentro il nervo, e i risultati per il paziente erano stati buoni. La sperimentazione però era andata avanti per solo un mese. Stavolta, invece, in tutti e due gli studi si è trattato di un tempo assai più lungo.

Qual è la prospettiva per queste protesi? L’abbiamo chiesto a Dario Farina, direttore del Dipartimento di ingegneria della neuroriabilitazione all’Università di Göttingen, che ha scritto un articolo di commento ai due studi. Secondo lui, «una durata di anni indica che veramente si è vicini all’uso clinico su larga scala».

La protesi della Case Western Reserve University in azione

8 ottobre 2014 Chiara Palmerini
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