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Interfacce cervello-computer e chip neuronali per la riabilitazione neurologica

Le Brain-Computer Interfaces (BCI) stanno rivoluzionando la riabilitazione neurologica. Decodificando l'attività cerebrale, traducono le intenzioni di movimento in comandi digitali, aggirando le vie nervose danneggiate e riportando speranza concreta a milioni di pazienti con paralisi.LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Come funzionano le Brain-Computer Interfaces
Le Brain-Computer Interfaces (BCI) sono sistemi che decodificano l'attività elettrofisiologica del cervello — le cosiddette "intenzioni" di movimento generate nelle aree motorie intatte — e le traducono in comandi digitali indirizzati a dispositivi esterni. In questo modo aggirano di fatto le vie discendenti cortico-spinali danneggiate, che nei pazienti con ictus o paralisi cerebrale non riescono più a trasmettere correttamente i segnali ai muscoli.

Il meccanismo chiave di queste tecnologie è la chiusura del loop sensomotorio: il paziente pensa al movimento, il dispositivo lo esegue e il cervello riceve un feedback — visivo, propriocettivo o tattile — che rinforza straordinariamente la plasticità hebbiana, ovvero la capacità del cervello di riorganizzarsi e formare nuove connessioni sinaptiche.

BCI non invasive: EEG, FES ed esoscheletri robotici
Le BCI non invasive utilizzano l'elettroencefalografia (EEG) tramite cuffie indossabili, rilevando variazioni nei ritmi sensomotori, in particolare fenomeni di Desincronizzazione Evento-Correlata (ERD) nella banda mu e beta che precedono l'intenzione di movimento dell'arto paretico. Nei pazienti con emiparesi cronica, questi sistemi si associano a due principali tipologie di effettori.

Il primo tipo è la Stimolazione Elettrica Funzionale (FES): il sistema BCI traduce il segnale EEG in impulsi elettrici erogati sui muscoli dell'avambraccio, provocando contrazioni muscolari reali come l'apertura della mano. Cicli intensivi di 15-20 sessioni aumentano sensibilmente la destrezza e la forza prensile. Il secondo tipo sono gli esoscheletri robotici, come l'IpsiHand di Neurolutions, approvato dalla FDA, che sfrutta il controllo ipsilaterale: registra il segnale dall'emisfero sano e lo usa per muovere l'ortesi robotica sulla mano paretica.

L'era dei chip neuronali invasivi: Neuralink, Synchron e oltre
Il periodo 2024-2026 ha segnato l'approvazione per gli studi clinici sull'uomo dei sistemi BCI invasivi e semi-invasivi. A differenza dell'EEG, che cattura segnali filtrati dallo scalpo, queste tecnologie registrano l'attività di singoli neuroni con risoluzione ineguagliabile, permettendo la decodifica di movimenti ultrafini.

Neuralink, con il chip N1 impiantato a partire da gennaio 2024 tramite un robot chirurgico che inserisce 64 fili con 1024 elettrodi nella corteccia motoria, ha dimostrato all'inizio del 2025 la capacità di decodificare i movimenti indipendenti delle singole dita su 4 gradi di libertà, aprendo la strada al controllo di protesi bioniche avanzate. Synchron ha sviluppato invece lo Stentrode, inserito per via endovascolare senza craniotomia, che negli studi COMMAND e SWITCH del 2024-2025 ha confermato sicurezza a lungo termine e autonomia nelle attività quotidiane digitali.

La Columbia University ha annunciato a fine 2025 il chip BISC, di soli 3 mm³ con 65.536 elettrodi ad alta densità, capace non solo di leggere ma anche di reintrodurre nel cervello il feedback tattile. La Tsinghua University ha invece presentato il sistema NEO, epidurale e minimamente invasivo, che ha permesso a pazienti tetraplegici di controllare esoscheletri pneumatici con un tasso di successo del 100% nel trasferimento degli oggetti.

Il futuro della neuroriabilitazione
La convergenza tra intelligenza artificiale, microelettronica e neuroscienze sta comprimendo in pochi anni decenni di progressi teorici. I sistemi BCI non sono più strumenti sperimentali riservati a laboratori d'élite: stanno diventando dispositivi clinici e, in prospettiva, consumer, destinati a cambiare radicalmente la qualità della vita di milioni di persone con lesioni neurologiche.

La sfida dei prossimi anni non sarà solo tecnologica, ma anche etica e regolatoria: garantire accesso equo a queste tecnologie, definire standard di sicurezza per i dispositivi impiantabili e affrontare le implicazioni profonde di un'interfaccia diretta tra mente umana e macchina. Il percorso è appena iniziato, ma la direzione è inequivocabile.

 

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