Il progetto Rewiring unisce la tecnologia del sistema avanzato di controllo del movimento "GRAIL", l'intelligenza artificiale e le interfacce cervello computer (BCI) per creare un dispositivo completo in grado di personalizzare in tempo reale gli esercizi di riabilitazione motoria.
Sviluppare un sistema capace di ristabilire la connessione funzionale tra cervello e corpo dopo un ictus, migliorando il recupero del cammino attraverso un’analisi continua e adattiva del movimento umano. È questo l’obiettivo di REWIRING, progetto di ricerca attivo presso la Fondazione Santa Lucia IRCCS e basato sulla creazione di una nuova tipologia di sistema: la Brain-Body Computer Interface (B-BCI).
Le interfacce cervello computer o Brain-Computer Interface (BCI) sono una tecnologia che, da oltre 20 anni, sta portando risultati sia nell’ambito della neuroriabilitazione dei pazienti sia nella connessione con dispositivi esterni, come ad esempio un comunicatore, per superare disabilità gravissime.
La variabilità individuale delle risposte terapeutiche rimane, però, un limite significativo delle BCI attuali. L’equipe di ricerca della dott.ssa Donatella Mattia, neurologa esperta di BCI del Santa Lucia IRCCS, ha creato il progetto REWIRING per affrontare questo nodo critico proponendo un modello di intervento che combina neuroscienze computazionali, intelligenza artificiale e valutazione funzionale del cammino in ambiente controllato, con l’obiettivo di arrivare ad una Brain-Body computer Interface, ossia un sistema di riabilitazione realmente dinamico e costruito su misura per ogni paziente.
Per ottenere questo risultato, grazie alla collaborazione con Fondazione Neurone, il Santa Lucia IRCCS impiega il sistema GRAIL – Gait Real-time Analysis Interactive Lab, un sistema innovativo di analisi del cammino in tempo reale di cui in Italia sono presenti solo tre esemplari.
La peculiarità del sistema GRAIL è l’acquisizione tridimensionale e in tempo reale del movimento con il paziente che cammina su un tapis roulant dotato di sensori di forza, motion capture all’interno di ambiente di realtà virtuale immersiva. Questo ambiente tecnologico permette di registrare i parametri del cammino generando quel flusso continuo di dati necessari alla costruzione di modelli neurali predittivi e adattivi, alla base del funzionamento del B-BCI. L'integrazione tra percezione, controllo motorio e feedback immediato diventa così un elemento attivo del processo di recupero, in grado di stimolare plasticità neurale e apprendimento riabilitativo avanzato.
“Non si tratta solo di far camminare meglio il paziente — osserva la dottoressa Donatella Mattia — ma di comprendere come il cervello riorganizza l’azione e come l’azione stessa possa guidare la riprogrammazione delle reti neurali. Questo doppio circuito, di cui fino ad oggi vedevamo principalmente una sola direzione, ossia quella che va dal cervello verso la periferia, rappresenta lo strumento naturale che il cervello usa per ripristinare la funzionalità di un arto dopo una lesione e su questo meccanismo noi possiamo incidere e lavorare Su queste basi è possibile implementare esercizi realmente personalizzati che stimolino il cervello del singolo paziente a percorrere le strade giuste nel ritrovare il collegamento con un arto debilitato dalla lesione cerebrale”.
Il progetto è stato finanziato all’interno dello schema ERA-NET NEURON 2024 promosso dall'Unione Europea e finanziato dal Ministero della Salute