Il terzo pollice: come il cervello percepisce un corpo “potenziato”

L’idea di un corpo aumentato è indubbiamente affascinante e ormai, da un punto di vista tecnologico, la possibilità del potenziamento umano rappresenta una realtà. Uno dei moltissimi interrogativi che questa prospettiva pone è: come cambia il cervello se degli organi del corpo vengono potenziati? I ricercatori dell’University College London hanno valutato la possibilità di ottenere un aumento motorio di successo con un pollice robotico extra e si sono chiesti quali fossero le implicazioni di questa modificazione sulla rappresentazione neurale e sulla funzione della mano biologica. Lo studio è stato pubblicato dalla rivista Science Robotics.


Il team ha addestrato 20 persone a usare un pollice robotico (chiamato Terzo Pollice), per 5 giorni durante delle sessioni di allenamento e le ha incoraggiate a usarlo anche nella loro vita quotidiana, per un totale di 2-6 ore di utilizzo al giorno. I partecipanti riuscivano a svolgere efficacemente compiti abili, come costruire una torre di blocchi con una mano con due pollici. Man mano che i giorni passavano hanno dichiarato di sentire il dito robotico sempre più come se fosse una parte del loro corpo.


La designer del pollice, Dani Clode, ha iniziato a sviluppare il dispositivo con l’idea di riformulare il modo in cui vengono viste le protesi, dalla sostituzione di una funzione persa, a un’estensione dell’umano corpo. Si è unita al team di neuroscienziati del professor Tamar Makin che stava studiando come il cervello può adattarsi a un potenziamento del corpo.


Il Terzo Pollice, applicato accanto al mignolo, viene controllato tramite dei sensori di pressione attaccati ai piedi, sul lato inferiore degli alluci. Collegati in modalità wireless al pollice, entrambi i sensori delle dita controllano i diversi movimenti del pollice rispondendo immediatamente a sottili cambiamenti di pressione da parte di chi lo indossa.


I partecipanti che hanno usato il Terzo Pollice sono stati confrontati con un gruppo di 10 partecipanti di controllo che indossavano una versione statica del pollice durante il completamento della stessa formazione. Durante le sessioni quotidiane in laboratorio, i partecipanti sono stati addestrati all’uso del pollice concentrandosi su attività che hanno contribuito ad aumentare la cooperazione tra la loro mano e il pollice, come raccogliere più palline o bicchieri di vino con una mano. Hanno imparato le basi dell’uso del pollice molto rapidamente e l’allenamento ha permesso loro di migliorare con successo il controllo motorio, la destrezza e la coordinazione mano-pollice.
I partecipanti sono stati anche in grado di usare il pollice quando erano distratti, costruendo una torre di blocchi di legno mentre risolvevano un problema di matematica, o mentre erano bendati.


“Il nostro studio mostra che le persone possono imparare rapidamente a controllare un dispositivo di potenziamento e usarlo a proprio vantaggio, senza pensarci troppo”, osserva Clode. “Durante l’utilizzo del terzo pollice, i movimenti naturali della mano cambiavano”.


Prima e dopo la formazione, il cervello dei partecipanti è stato esaminato con una risonanza magnetica funzionale, mentre loro muovevano le dita individualmente (non indossavano il pollice mentre erano nello scanner). I ricercatori hanno rilevato cambiamenti sottili ma significativi nel modo in cui la mano che era stata aumentata con il terzo pollice (ma non l’altra mano) veniva rappresentata nella corteccia sensomotoria del cervello. “L’uso del terzo pollice ha indebolito le sinergie cinematiche naturali della mano biologica”, scrivono gli autori. “Inoltre, la decodifica del cervello ha rivelato un lieve collasso della rappresentazione motoria della mano aumentata dopo l’allenamento, anche se il terzo pollice non era indossato”.


Una settimana dopo, alcuni dei partecipanti sono stati nuovamente analizzati: i cambiamenti cerebrali precedentemente osservati erano attenuati.


“I risultati”, concludono gli autori, “dimostrano che l’aumento motorio può essere facilmente raggiunto, con un potenziale di utilizzo flessibile e ridotta dipendenza cognitiva. Tuttavia, l’aumento può comportare modifiche alla rappresentazione della mano biologica. Tali conseguenze neurocognitive sono cruciali per l’implementazione di successo delle future tecnologie di potenziamento”.


Fonte: Science Robotics  2021