Brain Computer Interface, la nuova frontiera della riabilitazione per le patologie neurodegenerative

di Gemma Delle Cave

Sempre maggiore, purtroppo, è il numero di pazienti affetti da patologie neurodegenerative gravemente invalidanti, che richiedono cure ed assistenza altamente specializzate. Malattie come la Sclerosi Laterale Amiotrofica, la Sclerosi Multipla, la Distrofia Muscolare o sfortunati casi in cui siano eventi traumatici a danneggiare a livello cervicale le fibre nervose, causando tetraplegia permanente, rimangono una questione di attualità nell’ambito neurologico.

Si sperimenta la continua necessità di trovare soluzioni sempre più innovative ed efficaci, che restituiscano nei limiti delle possibilità raggiungibili un livello di indipendenza soddisfacente del paziente. Il caso più difficile da trattare è un soggetto affetto da tetraplegia e da una condizione neurodegenerativa, che porta all’impossibilità di compiere movimenti e di comunicare autonomamente. La soluzione sperimentata negli ultimi anni dalla ricerca è la BRAIN COMPUTER INTERFACE: un sistema software che permette di acquisire, elaborare, riconoscere e classificare segnali elettroencefalografici (EEG), prelevati tramite elettrodi posti sullo scalpo del paziente, per controllare con il solo atto cognitivo alcune funzionalità del pc.

Il software si interfaccia direttamente con i segnali EEG, ovvero segnali dovuti all’attività elettrica della corteccia cerebrale, rilevabili come biopotenziali che viaggiano superficialmente e più precisamente, utilizza due particolari tipologie di questi segnali: le P300 (potenziali evocati evento correlati) e i ritmi sensorimotori.

I primi sono onde cerebrali dovute al riconoscimento di uno stimolo esterno a cui si chiede di prestare attenzione; i secondi, invece, sono onde oscillatorie dovute all’attivazione delle aree cerebrali impegnate nella cognizione degli atti motori. Il sistema si basa sul prelievo di questi segnali dal paziente, che dopo opportune elaborazioni saranno utilizzati per addestrare il software stesso a riconoscere la connessione tra ciascun segnale prelevato e i rispettivi significati ad essi associati (ad esempio, un segnale EEG rilevato nel momento in cui si è pensato di cliccare deve poter essere interpretato correttamente dal computer).

L’addestramento è effettuato attraverso un meccanismo molto semplice. Al paziente è chiesto di riconoscere una lettera, ad esempio la A, in una griglia di lettere che si illuminano casualmente e in maniera successiva, e di effettuare un conteggio ogni volta che questa lettera si illumina. Il conteggio provocherà delle onde P300 con precise caratteristiche, che il computer, una volta addestrato al riconoscimento, sarà in grado di interpretare per svolgere determinate azioni.

Quindi sullo schermo del pc possono essere inserite delle griglie con delle immagini che rappresentano esigenze del tipo “ho fame”, “ho sete” e il paziente, solo compiendo un atto motorio di riconoscimento di una di queste caselle, sarà in grado di comunicare con l’esterno. Il sistema, tra le altre cose, permette anche di scrivere, con una velocità massima di 5 lettere al minuto, che con la continua ricerca in questo ambito sarà destinata sicuramente ad aumentare, così come le possibilità di indipendenza dei pazienti.

Gemma Delle Cave

Adora l’arte e i viaggi, cui si dedica appena ho del tempo libero. Parla due lingue, inglese e francese, e sta imparando la terza. Leggere è il suo pane quotidiano: ha una piccola libreria piena di grandi classici, una continua fonte di ispirazione per lei. Dipingere è la sua passione da sempre, tanto che si può dire sia nata con matite e pennelli in mano e non avrebbe mai immaginato che, a breve, sarebbe diventata un ingegnere chimico…