Impianti neurali sempre più vicini a comuni protesi

Gli impianti neurali sono sempre più elaborati e stanno andando verso una sperimentazione pratica e funzionale: il progresso scientifico e medico in ambito sinaptico-cerebrale sta conseguendo sempre più traguardi che solo fino a pochi anni fa erano ritenuti irrealizzabili e possono essere considerati fra i grandi progressi della medicina moderna. Grazie allo sviluppo delle neuroscienze computazionali le tecnologie di neuroimpianti, ovvero la capacità di comunicare direttamente con il cervello sta diventando una realtà sempre più vicina.

Il significato della comunicazione neurale:
La comunicazione neurale è il processo attraverso il quale il cervello comunica e controlla il corpo. Questo processo è essenziale per la vita ed è controllato interamente dagli impulsi elettrici, da quelli emessi dal sistema nervoso centrale a quelli che fanno contrarre i muscoli. La maggior parte di queste funzioni sono "automatiche" (come il battito cardiaco, il metabolismo, la produzione di ormoni e così via), tanto che normalmente le persone non ci fanno neppure caso, tuttavia se si presenta un problema di qualsiasi natura possono presentarsi patologie anche gravi e potenzialmente letali, come aritmie cardiache, diabete, disabilità motorie, paralisi ed un'altra infinità di malattie. Gli impedimenti a tali meccanismi possono essere tanto per deficit a livello cerebrale interno, ovvero c'è un problema a livello sinaptico dei neuroni, oppure per "interruzione di segnale", ovvero quando il cervello non riesce a comunicare con muscoli, organi o altre parti del corpo interessate in tali processi.

Innovazione nel campo degli impianti neurali:
Fortunatamente, le neuroscienze moderne stanno offrendo nuove soluzioni per ripristinare queste funzioni. Gli impianti neurali attuali sono infatti dispositivi medici che permettono di sostituire, potenziare o ripristinare le zone mal funzionanti o interrotte. Fino a poco tempo fa, tali dispositivi erano utilizzati solo per il monitoraggio o la stimolazione del cervello, ma ora, con la loro ulteriore evoluzione, possono essere utilizzati per comunicare direttamente con il sistema nervoso. Nel corso degli ultimi anni, l'evoluzione tanto nel design (devono comunque essere dispositivi meno limitativi possibili in dimensioni, ingombro e forma), quanto nella funzionalità, li ha portati ad essere sempre più piccoli, precisi ed in grado di comunicare attraverso una gamma più ampia di circuiti.
Il sistema nervoso umano è quanto di più complesso possa esistere in natura ed è composto approssimativamente da qualcosa come da 80 a 100 miliardi di neuroni, che generano circa da 10^14 a 10^16 sinapsi: una fitta rete di cui non si conosce ancora il meccanismo preciso, che comunica attraverso la propagazione di tali segnali elettrici. Gli impianti neurali più avanzati utilizzano micro-elettrodi per "leggere" questi segnali elettrici dal cervello e tradurli in segnali che possano essere interpretati da un computer. In questo modo, un comando inviato dal cervello può essere utilizzato ad esempio per controllare il movimento meccanico di un braccio protesico o di un meccanismo di deambulazione. Questa tecnologia rappresenta una enorme progresso nella gestione delle disabilità motorie e promette di offrire una nuova indipendenza alle persone con disabilità.

Registrazione di attività cerebrale in tempo reale:
Per registrare l'attività cerebrale in tempo reale, gli impianti neurali possono usare varie forme di tecnologie, cominciando da quelle non invasive, come la "risonanza magnetica nucleare funzionale" (o fMRI) fino ad arrivare ad impianti direttamente collegati nella corteccia cerebrale, come i vari neurochip attualmente in sviluppo, dal blasonato "Neuralink" ad altri come "BIOS" e "Novum". Alcuni di questi hanno dato esito sperimentale positivo nei nostri "cugini" primati, permettendo un interpretazione diretta del pensiero.

L'utilizzo degli impianti neurali in campo medico:
Attualmente, gli impianti neurali sono utilizzati soprattutto per supplire a varie disabilità. Ad esempio, alcune persone con disfunzioni motorie hanno ricevuto impianti neurali per potenziare la comunicazione tra le loro cellule nervose e le loro protesi. I risultati ottenuti sono stati molto positivi e hanno confermato che gli impianti neurali possono offrire una soluzione a lungo termine agli individui con tali patologie.

Sviluppi futuri o futuristici?
Per il futuro la ricerca si sta focalizzando sull'analisi dettagliata dei segnali fra neurone e neurone, per comprendere meglio cosa interrompa le sinapsi (e quindi crei un blocco dei circuiti nervosi) e come le diverse aree del cervello comunichino fra loro. Questa ricerca ha già portato a nuovi progressi nella comprensione dei disturbi cerebrali come ad esempio l'epilessia o il morbo di Parkinson. Tutto ciò rappresenterà quindi una pietra miliare per la gestione delle disfunzioni cerebrali, offrendo una grande potenzialità per il la medicina, ma non solo: si pensa che tale tecnologia potrà essere utilizzata su un piano ancora più ampio, offrendo ipotesi futuristiche come possibilità di una comunicazione diretta tra due cervelli o migliorare le capacità cognitive e sensoriali del nostro cervello. Questo ovviamente necessiterà di normative legali apposite, che si spera vengano contestualizzate contemporaneamente all'applicazione pratica di tali tecnologie.