NEMESIS - NEurocontrolled MEchatronic prostheSIS
Obiettivi del progettoL’obiettivo del progetto NEMESIS è quello di sviluppare e testare un sistema protesico neuro-controllato per la mano che utilizzi un percorso neurale naturale ed aumenti l’accettabilità dell’arto artificiale. A tal fine, saranno utilizzate interfacce neurali invasive, direttamente connesse al sistema nervoso periferico (SNP), in grado di fornire una condizione “fisiologica” in cui le fibre efferenti ed afferenti, precedentemente connesse alla mano naturale, possano riacquisire il loro ruolo nel controllo dell’arto protesico. Si parte quindi dal voler estendere e verificare studi portati avanti da alcuni partner del progetto. In tali studi è stato evidenziato come alcune attività eseguite dalla mano (quali diversi tipi di presa o movimenti delle singole dita) possano essere decodificate attraverso l’analisi combinata di segnali relativi al movimento acquisiti simultaneamente da elettrodi intra-neurali impiantati nel SNP. Nell’ambito del progetto sarà quindi sviluppato un sistema composto da i) elettrodi intra-neurali in grado di interfacciarsi in maniera selettiva con il SNP; ii) elettronica per registrare, processare e stimolare; iii) una mano protesica artificiale; iv) algoritmi di codifica e decodifica del segnale elettroneurografico (ENG) in grado di sviluppare un collegamento bidirezionale tra il sistema nervoso ed il dispositivo artificiale. NEMESIS rappresenta il primo progetto che cerca di portare avanti trial clinici estensivi allo scopo di valutare la fruibilità e l’efficacia di una mano protesica neuro-controllata. Le interfacce neurali invasive, impiantate in opportuni siti all’interno del moncone del paziente, hanno lo scopo di ripristinare la connessione bidirezionale tra il sistema protesico esterno ed il sistema nervoso. Nell’ambito del progetto si impianteranno gli elettrodi intra-fascicolari appunto TIME (Transverse, Intrafascicular Multichannel Electrode). La mano protesica sarà quindi controllata registrando il segnale motorio efferente e fornirà essa stessa un feedback sensoriale al paziente attraverso la stimolazione di nervi preselezionati. Le informazioni restituite al paziente saranno acquisite attraverso sensori tattili e di posizione integrati nella protesi. Nella fase sperimentale sarà rivolta particolare attenzione alla valutazione delle performance durante le attività di vita quotidiana. Sarà perciò testata l’abilità del soggetto nell’utilizzare il sistema protesico sviluppato durante compiti diversi. Inoltre, le informazioni sensoriali fornite all’utente saranno analizzate allo scopo di individuare quali di esse favoriranno un miglioramento delle sue prestazioni. Al fine di valutare la capacità del sistema protesico di eseguire una serie di compiti funzionali, sarà testata la fattibilità di diversi schemi di controllo bio-ispirato e di diversi livelli di controllo distribuito tra basso ed alto livello. Saranno infine utilizzate diverse tecniche di neuro-imaging per comprendere come il sistema nervoso centrale (SNC) cambi la sua attività durante l’utilizzo della protesi neuro-controllata. |
Data di inizio e fine |
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2012 - 2015 |
Responsabile del progetto |
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Prof. Eugenio Guglielmelli |
Istituzione coordinatrice del progetto |
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IRCCS San Raffaele Pisana |
Altre Istituzioni coinvolte |
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Fonte/i di finanziamento |
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Ministero della salute - Bando Giovani Ricercatori 2009 |
