Un’equipe di ricercatori del Santa Lucia IRCCS ha sviluppato un sistema innovativo per il tracciamento in tempo reale dei movimenti durante l’esame di risonanza magnetica, aprendo nuovi scenari nella ricerca sulle neuroimmagini applicate alle funzioni motorie e cognitive.
È stato sviluppato e testato con successo MOTUM (Motion Online Tracking Under MRI), un nuovo sistema che consente di registrare in tempo reale i movimenti del corpo all’interno dello scanner per risonanza magnetica funzionale (fMRI), permettendo ai partecipanti di compiere azioni naturali in ambienti virtuali immersivi. Il sistema è stato realizzato presso il CENIMINT, il centro di neuroimmagini con sede presso la Fondazione Santa Lucia IRCCS nato dalla collaborazione con l’Università Sapienza di Roma. Lo studio, coordinato dal prof. Gaspare Galati, ha coinvolto anche ricercatori dell’Università di Montréal e del Marbilab dell’Enrico Fermi Centre.
L’innovazione affronta uno dei limiti storici della ricerca in neuroimmagini: la difficoltà di studiare il comportamento motorio in condizioni realistiche, a causa delle restrizioni imposte dall’ambiente dello scanner. MOTUM supera questa barriera grazie a una combinazione di realtà virtuale, tracciamento cinematico avanzato compatibile con l’MRI e avatar in prima persona che riflettono in tempo reale i movimenti del partecipante.
“Con MOTUM è possibile osservare cosa succede nel cervello mentre una persona esegue movimenti naturali, come afferrare un oggetto, ed interagisce con scenari virtuali completamente personalizzabili, mantenendo un’elevata qualità dei dati di risonanza magnetica”, spiega il dott. Michelangelo Tani, primo autore dello studio e ricercatore presso la Fondazione Santa Lucia IRCCS e l’Università Sapienza. “Abbiamo dimostrato che anche movimenti complessi come lo stendere il braccio per afferrare un oggetto non compromettono la qualità delle immagini e questo ci permette di studiare in dettaglio come il cervello regola dinamicamente la pianificazione e l’esecuzione del movimento.”
Il sistema MOTUM consente di raccogliere decine di parametri cinematici – come la velocità e la curvatura della traiettoria del braccio o l’apertura della mano – e di associarli direttamente all’attivazione delle aree cerebrali in ogni singolo tentativo del partecipante. I primi risultati di questo nuovo approccio di indagine hanno evidenziato che specifiche caratteristiche del movimento modulano in modo significativo l’attivazione di aree del cervello responsabili delle azioni e delle intenzioni motorie.
L’integrazione tra realtà virtuale e neuroimaging ad alta risoluzione apre scenari di grande interesse per lo studio delle interazioni corpo-ambiente e della rappresentazione corporea, inserendosi nell’ambito della ricerca traslazionale, con immediate applicazioni nell’ambito della riabilitazione neurologica dei disturbi del movimento.
Lo studio è stato pubblicato su Imaging Neuroscience.