Il “terzo pollice” robotico cambia il modo in cui la mano è rappresentata nel cervello
Un team di ricercatori dell’University College di Londra (UCL) ha dimostrato come un “terzo pollice” robotico può cambiare il modo in cui la mano è rappresentata nel cervello. Gli individui sono stati addestrati a usare un pollice extra robotico e questo ha permesso loro di svolgere compiti abili con una mano e due pollici.
Secondo il rapporto dei ricercatori , i partecipanti si sentivano sempre più come se il pollice fosse parte del loro corpo.
Cambiare il modo in cui vediamo le protesi
Il dispositivo si chiama Third Thumb ed è stato sviluppato come parte di un progetto post-laurea presso il Royal College of Art. Il progetto mira a cambiare il modo in cui vediamo le protesi, vedendo queste tecnologie come un’estensione del corpo umano piuttosto che come un sostituto.
Il designer Dain Clode ha iniziato a sviluppare il dispositivo prima di entrare a far parte del team di neuroscienziati del professor Tamar Makin presso l’UCL. Il team stava studiando come il cervello può adattarsi all’aumento del corpo.
Il professor Makin è stato l’autore principale dello studio.
“L’aumento del corpo è un campo in crescita volto a estendere le nostre capacità fisiche, ma ci manca una chiara comprensione di come il nostro cervello possa adattarsi ad esso”, dice Makin. “Studiando le persone che utilizzano il terzo pollice progettato in modo intelligente di Dani, abbiamo cercato di rispondere alle domande chiave sul fatto che il cervello umano possa supportare una parte del corpo in più e in che modo la tecnologia potrebbe influire sul nostro cervello”.
Il terzo pollice è stampato in 3D, il che significa che può essere personalizzato. Viene indossato sul lato della mano opposto al pollice dell’utente ed è controllato dall’utente tramite sensori di pressione collegati alla parte inferiore dei piedi. I sensori sono collegati in modalità wireless al pollice ed entrambi controllano i diversi movimenti del pollice rispondendo alle variazioni di pressione da parte dell’utente.
Lo studio
Lo studio ha coinvolto 20 partecipanti che sono stati addestrati a utilizzare il dispositivo per un periodo di cinque giorni. Sono stati incoraggiati a portarlo a casa e usarlo nella vita di tutti i giorni, il che ha comportato da due a sei ore di utilizzo ogni giorno. Quei 20 partecipanti sono stati confrontati con un ulteriore gruppo di 10 partecipanti di controllo che indossavano una versione statica del dispositivo.
La formazione ha coinvolto attività che hanno contribuito ad aumentare la cooperazione tra la mano e il pollice, inclusa la raccolta di più palline o bicchieri di vino con una mano. Gli utenti hanno dimostrato la capacità di apprendere rapidamente e la formazione li ha aiutati a migliorare con successo il controllo motorio, la destrezza e la coordinazione mano-pollice.
“Il nostro studio mostra che le persone possono imparare rapidamente a controllare un dispositivo di potenziamento e utilizzarlo a proprio vantaggio, senza pensarci troppo”, afferma Clode. “Abbiamo visto che durante l’utilizzo del terzo pollice, le persone cambiavano i movimenti naturali della mano e hanno anche riferito che il pollice robotico sembrava parte del proprio corpo”.
Aumento del corpo
Paulina Kieliba è la prima autrice dello studio.
“L’aumento del corpo potrebbe un giorno essere prezioso per la società in molti modi, come consentire a un chirurgo di cavarsela senza un assistente o un operaio di fabbrica di lavorare in modo più efficiente”, afferma Kieliba. “Questa linea di lavoro potrebbe rivoluzionare il concetto di protesi e potrebbe aiutare qualcuno che in modo permanente o temporaneo può usare solo una mano, a fare tutto con quella mano. Ma per arrivarci, dobbiamo continuare a ricercare le complesse domande interdisciplinari su come questi dispositivi interagiscono con il nostro cervello “.
Attraverso le scansioni fMRI, i ricercatori hanno scoperto cambiamenti significativi nel modo in cui la mano aumentata era rappresentata nella corteccia sensomotoria del cervello. I cambiamenti non sembravano essere a lungo termine, poiché le scansioni una settimana dopo hanno mostrato che i cambiamenti nell’area della mano del loro cervello erano diminuiti.
“Il nostro studio è il primo che indaga sull’uso di un dispositivo di potenziamento al di fuori di un laboratorio. È il primo studio di potenziamento effettuato su più giorni di allenamento prolungato e il primo ad avere un gruppo di confronto non addestrato “, ha detto Kieliba. “Il successo del nostro studio mostra il valore dei neuroscienziati che lavorano a stretto contatto con progettisti e ingegneri, per garantire che i dispositivi di potenziamento sfruttino al massimo la capacità del nostro cervello di apprendere e adattarsi, assicurando anche che i dispositivi di potenziamento possano essere utilizzati in sicurezza”.
“L’evoluzione non ci ha preparato a utilizzare una parte del corpo in più e abbiamo scoperto che per estendere le nostre capacità in modi nuovi e inaspettati, il cervello dovrà adattare la rappresentazione del corpo biologico”, ha aggiunto Makin.
