Thibault (il cognome resta anonimo) è il primo paziente tetraplegico al mondo a tornare a camminare e a muovere le braccia grazie a una tuta robotica, più precisamente un esoscheletro a quattro arti controllato con la mente. Certo, l’autonomia è un’altra cosa – riconoscono gli esperti che hanno messo in piedi il progetto – e ci vorrà ancora diverso tempo per migliorare la tecnologia e portarla fuori dal laboratorio. Ma per chi ha passato anni nell’immobilità questi primi passi rappresentano una speranza concreta. Lo studio è descritto su Lancet Neurology.

Come funziona l’esoscheletro

Gli scienziati dell’Università di Grenoble hanno sviluppato una tuta robotica che può ospitare un paziente tetraplegico che ne controlla gambe e braccia con il pensiero. La persona, nella fattispecie Thibault, ha potuto trasmettere i comandi grazie a due impianti cerebrali sopra la corteccia motoria – due piastre con 64 piccoli elettrodi impiantati sopra la dura madre (quindi non direttamente nel cervello per cercare di scongiurare gravi infezioni) che raccolgono l’attività cerebrale dell’uomo e la trasmettono wireless a un computer.

(immagine: LaBreche/ Fonds de dotation Clinatec)

Questo a sua volta, grazie a un algoritmo di machine learning, traduce i segnali in comandi per l’esoscheletro robotico.

E Thibault ce l’ha fatta. In due anni di sperimentazione ha camminato per 145 metri, raggiunto e toccato oggetti nello spazio tridimensionale con il 71% di successi.

Un percorso a tappe

I risultati non sono arrivati subito. C’è voluto del tempo perché Thibault fosse pronto a controllare l’esoscheletro. Innanzitutto i ricercatori hanno scansionato il cervello di Thibault per raccogliere i dati dell’attività cerebrale quando pensava di muovere braccia e gambe, informazioni indispensabili per istruire l’algoritmo che avrebbe parlato alla componente robotica. Poi, dopo l’impianto chirurgico, il ragazzo si è allenato a comandare un avatar a forma di esoscheletro in una sorta di videogioco, e solo quando i ricercatori hanno ritenuto avesse acquisito abbastanza dimestichezza Thibault è stato inserito all’interno della tuta e ha mosso i primi passi, ottenendo risultati anche migliori che con l’avatar.

Muoversi nell’esoscheletro

La tuta robotica pesa 65 chili e, per quanto sofisticata, non ha tutti i gradi di libertà del corpo umano. Inoltre non è ancora dotata di un sistema di stabilizzazione, pertanto Thibault è sempre stato imbragato al soffitto per evitare di rovinare al suolo. Movimenti ben lungi da essere simili a quelli naturali: il sistema non è certo pronto per uscire dal laboratorio, riconoscono i suoi ideatori.

Ma per Thibault è stata comunque un’emozione: “Mi sono sentito come il primo uomo sulla luna. Non camminavo da due anni. Avevo dimenticato di essere più alto di molte persone nella stanza. È stato davvero impressionante”.

“Il nostro è il primo sistema di cervello-computer wireless semi-invasivo progettato per un uso a lungo termine per attivare tutti e quattro gli arti”, ha spiegato Alim-Louis Benabid dell’Università di Grenoble. “Precedenti studi cervello-computer hanno utilizzato dispositivi di registrazione più invasivi impiantati sotto la membrana più esterna del cervello, dove alla fine smettono di funzionare. Erano anche collegati a fili, limitati alla gestione di movimento in un solo arto, o concentrati sul ripristino del movimento dei muscoli dei pazienti“.

I prossimi passi

Dopo il fallimento del primo paziente (gli elettrodi avevano smesso di funzionare poco dopo l’impianto), la sperimentazione che ha coinvolto Thibault è considerata un successo e la proof of concept, la prova cioè che il sistema funziona nel tempo (dopo più di due anni dall’impianto tutto funziona regolarmente) e che può essere replicato. Tant’è che i ricercatori pensano di espandere la sperimentazione a altre tre persone.

Siamo però ancora all’inizio di un viaggio. Il prossimo obiettivo sarà implementare la tecnologia per consentire ai pazienti di camminare e mantenersi in equilibrio in modo autonomo, senza essere assicurati al soffitto. “Ciò di cui abbiamo bisogno è una maggiore velocità di calcolo – non abbiamo ancora i tempi di reazione”, ha specificato Benabid. Su 64 elettrodi per impianto, infatti, se ne riescono a usare solo 32, il che significa che il potenziale per leggere meglio il cervello c’è ma servono interfacce cervello-macchina più potenti.