Gli scienziati del Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT hanno lavorato con partner internazionali per sviluppare una tecnologia uomo-macchina, utile per aiutare ad alleviare i sintomi dei tremori muscolari. Minuscoli elettrodi biocompatibili nei muscoli, combinati con elettrodi esterni e controller che formano una rete intelligente di sensori e attuatori per rilevare i segnali muscolari e fornire stimoli elettrici, se necessario. Insieme agli esoscheletri, la tecnologia potrebbe anche aiutare le persone con lesioni al midollo spinale. Un controller compatto installato su una cintura o sotto una giacca, un paio di discreti elettrodi tessili su braccia e gambe e elettrodi lunghi tre centimetri e sottili appena un millimetro nel muscolo sono tutto ciò che servirà per aiutare le persone con disturbi del tremore in futuro.
Ogni volta che i tremori muscolari iniziano, il sistema invia stimoli elettrici ai muscoli; questi stimoli sono registrati dal sistema nervoso. Il sistema nervoso quindi smette di inviare segnali di interferenza ai muscoli, che si calmano di nuovo. Questa è l’idea alla base della tecnologia su cui gli scienziati di Fraunhofer IBMT hanno lavorato insieme ai partner di progetto sviluppando, producendo, integrando e testando sperimentalmente una serie di elettrodi intramuscolari ed esterni e controllori associati.
Il progetto Extend per alleviare i tremori muscolari
Gli scienziati hanno già realizzato alcuni risultati concreti. “Siamo riusciti a ridurre in modo significativo i tremori muscolari negli studi con i pazienti“, spiega Andreas Schneider-Ickert, project manager per gli impianti attivi e responsabile dell’innovazione. Il sistema fa parte del progetto comune finanziato dall’UE “EXTEND.”
Nove partner di progetto provenienti da cinque paesi diversi stanno lavorando insieme per sviluppare una piattaforma versatile di interfacce neurali distribuite. La tecnologia sarà in grado di aiutare le persone con disturbi neuromuscolari, come tremori, o sintomi di paralisi. Anche le persone con lesioni del midollo spinale potrebbero beneficiare di questo. La tecnologia utilizza controller esterni per collegare gli elettrodi impiantati in una rete intelligente. I componenti comunicano tra loro in modalità wireless, scambiano dati, rilevano i segnali muscolari e inviano stimoli mirati nei muscoli.
Come vengono impiantati gli elettrodi
I sistemi impiantati sono già utilizzati in medicina per fornire stimolazione, ma i metodi attuali richiedono operazioni chirurgiche complesse che sono notevolmente stressanti per i pazienti. I controllori possono tenere traccia di tutti gli elettrodi impiantati ed esterni contemporaneamente e controllarli in coordinamento tra loro.
Tutto questo accade in tempo reale, con la persona che non ha alcun ritardo. La tecnologia sviluppata nel progetto congiunto EXTEND è altrettanto funzionale quanto i sistemi implantari convenzionali, ma minimamente invasiva e quindi più facile da accettare e migliore per l’uso quotidiano. Il concetto di base deriva da un partner di progetto spagnolo. Sulla base di questo concetto, i ricercatori di Fraunhofer IBMT hanno progettato gli elettrodi e i componenti impiantabili e li hanno prodotti e integrati nella camera bianca interna. Gli scienziati hanno 25 anni di esperienza in neuroprotesi e impianti attivi.
Esoscheletri per prevenire la paraplegia
Per i pazienti con tremore, possono avere la speranza di avere i loro sintomi alleviati grazie alla tecnologia EXTEND che potrebbe anche aiutare le persone con lesioni del midollo spinale grazie agli esoscheletri motorizzati. Questo è possibile perché, in caso di paralisi, le fibre nervose spesso non sono completamente tagliate. Possono ancora trasmettere stimoli dal cervello, anche se molto debolmente. I sensori registrano l’attività e la trasmettono al controllore, che analizza tutti i segnali, elabora il movimento che la persona vuole eseguire e attiva esattamente le protesi giuste per supportare i muscoli nell’esecuzione del movimento.
