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Un impianto cerebrale unico nel suo genere, alimentato dall’intelligenza artificiale, ha ripristinato il movimento e la sensibilità in un uomo affetto da tetraplegia – e alcune delle abilità riacquistate rimangono anche quando il dispositivo non è acceso.

"Questa è la prima volta che il cervello, il corpo e il midollo spinale sono stati collegati elettronicamente in un essere umano paralizzato per ripristinare movimenti e sensazioni duraturi", ha affermato Chad Bouton, leader dello studio e vicepresidente di ingegneria avanzata presso Northwell Health.

La sfida: Quasi 5,4 milioni di persone negli Stati Uniti vivono con un certo livello di paralisi. Keith Thomas, un 45enne di New York, è uno di loro: ha perso la capacità di sentire o muoversi dal petto in giù in un incidente subacqueo nel 2020.

"Mi sono tuffato in modo aggressivo, come al solito, e poi ho perso i sensi", ha detto Thomas. «Un attimo dopo c'era un elicottero sul prato davanti a casa. Il giorno dopo non potevo nemmeno muovermi”.

"C'è stato un tempo in cui non sapevo nemmeno se avrei vissuto, o se volevo, francamente."

Un impianto cerebrale alimentato dall’intelligenza artificiale:Nel 2021, Thomas ha accettato di partecipare a una sperimentazione clinica in cui i medici avrebbero utilizzato una combinazione di impianti, elettrodi e algoritmi di intelligenza artificiale per creare un ponte tra il suo cervello e gli arti.

Grazie a quella tecnologia, ora può muovere le braccia e persino provare di nuovo sensazioni.

"C'è stato un tempo in cui non sapevo nemmeno se avrei vissuto, o se volevo, francamente", ha detto Thomas. “E ora posso sentire il tocco di qualcuno che mi tiene la mano. È travolgente.

Intervento chirurgico di 15 ore, sveglio:All'inizio dello studio, il team di Bouton ha utilizzato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per creare una mappa del cervello di Thomas, identificando le aree legate al movimento del braccio e alla sensazione della mano.

Nel marzo 2023, Thomas ha subito un intervento chirurgico di 15 ore per inserire degli impianti nel suo cervello. Per assicurarsi che andassero esattamente nei posti giusti, è stato tenuto sveglio durante l'operazione e ha fatto sapere ai medici cosa sentiva tra le sue braccia e le sue mani mentre sondavano diverse parti del suo cervello.

"Abbiamo inserito due chip nell'area responsabile del movimento e altri tre nella parte del cervello responsabile del tatto e della sensazione nelle dita", ha detto il chirurgo capo Ashesh Mehta.

Dopo l'operazione, i ricercatori hanno utilizzato due porte che avevano posizionato nel cranio di Thomas per collegare i suoi impianti cerebrali a un computer. Il computer è stato quindi collegato a degli elettrodi posizionati sulla colonna vertebrale e sui muscoli dell'avambraccio.

Gli algoritmi dell'intelligenza artificiale sono stati addestrati per rilevare e interpretare i segnali cerebrali prodotti quando Thomas pensa di muovere le braccia. Il computer quindi invia segnali agli elettrodi sul suo braccio: questi stimolano i suoi muscoli in un modo che fa sì che il suo corpo esegua effettivamente i movimenti a cui sta pensando.

Questo tipo di sistema è chiamato bypass neurale, o “ponte neurale”, perché collega il cervello e gli arti bypassando il sito di una lesione spinale. È già stato usato per ripristinare il movimento nelle persone con paralisi, ma il team di Thomas non si è fermato con un solo bypass neurale.

Per ripristinare una certa sensibilità nelle mani di Thomas, i ricercatori hanno collegato il computer a minuscoli sensori sulla punta delle dita e sul palmo. Gli algoritmi di intelligenza artificiale traducono i dati dei sensori in segnali che stimolano il suo cervello in un modo che gli fa sentire quando la sua mano viene toccata.

“Riteniamo che la stimolazione elettrica stia risvegliando circuiti che sono stati danneggiati e dormienti per tre anni”.

Terapia guidata dal pensiero:Il doppio bypass neurale non è solo un dispositivo di assistenza: è progettato anche per aiutare a riabilitare Thomas.

Mentre usa l'impianto cerebrale alimentato dall'intelligenza artificiale, l'elettrodo sulla sua colonna vertebrale stimola anche il midollo spinale. Questo sembra aiutare a ristabilire la connessione naturale tra cervello, colonna vertebrale e arti: ora può sentire alcune sensazioni nelle braccia e nelle mani anche quando il sistema è spento, e la forza delle sue braccia è raddoppiata dall'inizio dello studio.

“Crediamo che la stimolazione elettrica stia risvegliando circuiti che sono stati danneggiati e dormienti per tre anni”, ha detto Bouton al TIME.