Un nuovo dispositivo permette a un uomo di percepire la temperatura con la sua mano protesica.

Un nuovo dispositivo permette a una persona con amputazione di percepire la temperatura con una mano protesica. La tecnologia rappresenta un passo avanti verso arti protesici che ripristinino una gamma completa di sensazioni, migliorando sia la loro utilità che l'accettazione da parte di chi li indossa.

Un team di ricercatori in Italia e in Svizzera ha collegato il dispositivo, chiamato "MiniTouch", alla mano protesica di un uomo di 57 anni di nome Fabrizio, che ha subito un'amputazione sopra il polso. Nei test, l'uomo è stato in grado di identificare bottiglie di liquido fredde, fresche e calde con perfetta precisione; distinguere plastica, vetro e rame significativamente meglio di quanto ci si potesse aspettare dalla casualità; e classificare blocchi di acciaio in base alla temperatura con un'accuratezza di circa il 75%, riportano i ricercatori il 9 febbraio in Med.

"È importante incorporare queste tecnologie in modo che gli utenti di protesi possano effettivamente utilizzarle per compiere compiti funzionali", afferma il neuroingegnere Luke Osborn del Laboratorio di fisica applicata dell'Università di Johns Hopkins a Laurel, nel Maryland, che non ha partecipato allo studio. "L'introduzione di nuove modalità di riscontro sensoriale potrebbe aiutare gli utenti a ottenere funzionalità che prima non riuscivano ad avere".

Il dispositivo ha anche migliorato la capacità di Fabrizio di capire se stesse toccando un braccio artificiale o umano. La sua precisione è stata dell'80% con il dispositivo acceso, rispetto al 60% con il dispositivo spento. "Non è proprio come con la mano intatta, probabilmente perché non stiamo dando [informazioni sulle] texture della pelle", spiega il neuroingegnere Solaiman Shokur dell'EPFL, il Politecnico federale di Losanna.

Il lavoro per ripristinare il senso del tatto negli arti protesici è progredito notevolmente nell'ultimo decennio. Ma la capacità di rilevare la temperatura è sempre stata un po' indietro. "La temperatura è quasi l'ultima modalità che deve essere risolta per poi mettere insieme tutti i risultati e rendere una protesi artificiale realmente sentire come quella biologica", afferma l'ingegnere dell'EPFL Jonathan Muheim.

Lo studio si basa su un lavoro pubblicato dal gruppo lo scorso maggio, che ha scoperto che le persone con amputazioni spesso hanno delle zone sulle loro estremità residue che, se riscaldate o raffreddate, generano sensazioni di temperatura nella loro mano mancante. Questo è causato dalla stimolazione dei nervi originariamente destinati alla mano mancante. I ricercatori hanno dimostrato che potevano indurre in modo affidabile sensazioni di temperatura fantasma nel tempo nel 63% degli amputati.

Nuovo studio, Shokur, Muheim e colleghi hanno inizialmente mappato le sensazioni di temperatura fantasma di Fabrizio per corrispondere a una zona sul suo braccio alla sensazione corrispondente nella punta dell'indice della sua mano mancante. Hanno quindi collegato un sensore di temperatura all'estremità del dito della sua mano protesica, che era collegato tramite un'unità di controllo a un dispositivo sul braccio di Fabrizio che forniva segnali di temperatura appropriati.

Attualmente il dispositivo utilizza solo un sensore all'estremità del dito indice, ma il team prevede di aggiungere coppie sensore-stimolatore per creare più posizioni sensibili alla temperatura sulla mano protesica. Stanno anche pianificando di sviluppare una protesi che combini la capacità di percepire il tatto e la temperatura. "Entro l'anno o giù di lì, speriamo di arrivare a quel punto", dice Shokur.

La velocità con cui il dispositivo trasmette la temperatura potrebbe diventare un problema quando si combinano più sensi. Osborn e colleghi hanno sviluppato un dispositivo sottile come un cerotto che fornisce sensazioni di raffreddamento realistiche quasi quanto le risposte naturali, riporta il team in Nature Biomedical Engineering lo scorso luglio.

Nel breve termine, il nuovo dispositivo deve essere testato su gruppi di partecipanti più numerosi, così come in contesti del mondo reale, per assicurarsi che non sia influenzato negativamente da temperature dell'aria elevate o da umidità. "Dobbiamo ancora fare quei crash test fuori dal laboratorio", afferma Shokur.

Una volta che lascerà il laboratorio, Fabrizio già sa come lo utilizzerà. "Con queste nuove tecnologie, posso capire meglio cosa sto toccando", ha dichiarato Fabrizio in un'intervista video preregistrata. "Certamente, la mia priorità sarebbe usarlo in cucina per cucinare".