Tecnologia medica e comunicazione dei pazienti
Computer e dispositivi digitali per comunicare senza voce
Il rogo di Capodanno nella cittadina turistica svizzera di Cras Montana ha sconvolto l’opinione pubblica internazionale.
Quelle immagini rimbalzate sugli schermi televisivi e sui tablet hanno turbato in maniera trasversale adolescenti, orde di genitori, anziani, politici, turisti, sportivi, tutti.
Sconvolgente è pensare che una serata di festa si possa trasformare in morte e sofferenze per tante famiglie. Anche l’Italia è stata duramente colpita: abbiamo perso sei ragazzini nel fiore degli anni con sogni, speranze e desideri ancora in fase embrionale.
Per diversi giorni ad alcuni dei ragazzi sopravvissuti è stato indotto il coma farmacologico, anche perché, ustioni a parte, il danno subìto verteva le vie respiratorie per aver inalato i fumi tossici dell’incendio. Leonardo e Kean, due dei ragazzi ricoverati al Niguarda, si sono svegliati, come quasi tutti i sopravvissuti hanno le mani ustionate e fasciate, l’iter di ricostruzione della pelle sarà lungo e doloroso, però i ragazzi hanno cominciato a comunicare ugualmente.
Comunicano tramite un computer, possono vedere i videomessaggi degli amici e rispondere. Qual è questo strumento incredibile che stanno utilizzando?
Comunicazione assistita e disabilità: il ruolo della CAA
Cos’è la comunicazione aumentativa e alternativa
Si tratta delle soluzioni di comunicazione aumentativa e alternativa: sullo schermo compaiono parole, simboli e frasi. Il paziente può toccare le icone con la mano, in questo caso con la punta del dito, sia pure fasciato, per esprimere emozioni e pensieri. Il dispositivo di cui parliamo è un macchinario utilizzato da diversi anni per permettere alle persone con disabilità (o comunque impossibilitate a parlare) di trasmettere emozioni e pensieri. Il termine “aumentativa” esprime questo obiettivo: non sostituire, ma supportare e accrescere le possibilità comunicative naturali.
L’obiettivo di questo eterogeneo gruppo di tecniche e strumenti è quello di sfruttare tutte le competenze comunicative della persona, compresi i gesti o le vocalizzazioni, per formare un sistema comunicativo flessibile e su misura, che punti quanto più possibile a compensare le difficoltà nel modo di esprimersi. Queste tecniche possono essere utilizzate nelle persone con difficoltà della comunicazione che si sono affermate durante l’età evolutiva, con o senza disabilità motorie o cognitive.
Ma vi si può fare ricorso anche in quelle situazioni in cui le problematiche nel comunicare insorgono più tardi, ad esempio a causa di disabilità sviluppate in età adulta dopo incidenti, ictus o altre malattie. Questo è il caso in cui si trovano alcuni dei ragazzi feriti di Crans-Montana, che, stando agli ultimi aggiornamenti, pur essendo in miglioramento non possono né parlare né scrivere.
La CAA viene utilizzata anche, anzi soprattutto, dai logopedisti in ambito di difficoltà di espressione, nel linguaggio, soprattutto nei bambini, viene con successo utilizzata anche in coloro colpiti da spettro autistico.
Il metodo PECS e la comunicazione tramite immagini
Dispositivi con sintesi vocale e display dinamici
Un approccio collaborativo tra individui, famiglie, educatori, terapisti e professionisti del settore può aiutare a identificare le modalità più efficaci di implementazione della CAA in ogni contesto.
I sistemi con supporto più accreditati dalla ricerca sono:
- PECS (picture exchange communication system)
- Dispositivi di sintesi vocale.
Il PECS consiste in un sistema comunicativo visivo, in questo approccio si utilizzano immagini di forme e dimensioni variabili, che vengono calibrate in base alle abilità percettive e motorie del soggetto.
I dispositivi di sintesi vocale, invece, sono ausili ad alta tecnologia dotati di display dinamici computerizzati che producono una voce sintetizzata quando il soggetto tocca un simbolo o una parola scritta. La disposizione del vocabolario nel dispositivo è strutturata e programmata per favorire una comunicazione fluida e, man mano che il paziente acquisisce nuove parole, i simboli rimarranno nella stessa posizione, facilitandone così il ritrovamento nel punto in cui il soggetto lo ha imparato.
Interfacce cervello-computer e malattie neurodegenerative
Tecnologie per i pazienti con SLA e paralisi
Molte persone in tutto il mondo vivono senza la possibilità di parlare. Oggi queste persone, che hanno perso la capacità dell’eloquio in seguito a un ictus o per un’altra patologia, tra cui la SLA, (sclerosi laterale amiotrofica, malattia degenerativa che paralizza progressivamente i muscoli) possono usare gli occhi o fare altri piccoli movimenti per controllare un cursore o selezionare le lettere su uno schermo. Grazie a un’interfaccia cervello-computer che traduce le sue intenzioni vocali, verbali ma non solo, in modo quasi istantaneo i malati affetti da queste malattie possono comunicare.
Il metodo utilizza un approccio che gli autori dello studio definiscono “completamente privo di restrizioni”: decodifica in tempo reale non le intere parole e neanche le loro sottounità, bensì ogni minimo, singolo suono che l’uomo intende produrre. Incluse le parole senza significato e le interiezioni come “uuhmmm” o “eeeeeh“, che usiamo per attaccare una frase all’altra.
Ma il sistema riesce anche a tradurre l’enfasi che talvolta si intende dare a una singola parola, o l’intonazione vocale più elevata di quando si pone una domanda. Elementi che rendono il discorso molto più naturale di quanto si potesse sperare per impianti di questo tipo. Da decenni si lavora a sistemi per ripristinare la capacità di parlare in pazienti paralizzati. Oggi algoritmi di machine learning possono essere addestrati a collegare schemi di attività neurale alle parole di un vocabolario predeterminato, anche molto ampio, con un repertorio di decine di migliaia di parole.
Ma le ultime interfacce hanno dimostrato, come detto, di poter tradurre anche i versi, che quindi esulano dal vocabolario conosciuto. Inoltre, i progressi negli algoritmi di AI utilizzati e il numero importante di elettrodi impiantati nel cervello, permettono all’interfaccia di ricreare le parole pensate dal paziente con un ritardo di soli 25 millisecondi: circa il tempo necessario affinché la nostra voce venga udita dalle nostre orecchie, 40 volte in meno il ritardo accumulato da altri impianti.
Questo a differenza dei metodi usati finora, paragonabili piuttosto a scambi in differita, come messaggi vocali su WhatsApp. Inoltre, l’interfaccia addestrata a cogliere le intonazioni si presta a essere impiegata in lingue tonali, in cui le variazioni di tono determinano significati diversi. Qualcosa di incredibile.
Robotica e chirurgia digitale nella medicina moderna
L’evoluzione della chirurgia protesica con AI e imaging 3D
Negli ultimi anni, la chirurgia protesica ha compiuto un enorme passo avanti grazie all’integrazione tra intelligenza artificiale, imaging 3D e tecnologia robotica. In particolare, nella protesi dell’anca, la fase di pianificazione digitale è diventata una componente fondamentale per garantire il successo dell’intervento. Una protesi robotica non si limita a replicare gesti chirurgici con maggiore precisione: è parte di un processo in cui ogni fase, dalla diagnosi al posizionamento dell’impianto, viene ottimizzata digitalmente per adattarsi alla singola anatomia del paziente.
Il paziente che si sottopone a un intervento protesi d’anca con supporto digitale e robotico può aspettarsi una maggiore personalizzazione dell’intervento, meno dolore post-operatorio e una più rapida ripresa funzionale. La chirurgia diventa meno invasiva, grazie a una preparazione che riduce il margine di errore e consente al chirurgo di intervenire solo dove necessario. Nei casi di interventi all’anca complessi, ad esempio con deformità preesistenti o revisioni di vecchie protesi, la pianificazione digitale si rivela particolarmente utile.
Il caso di intervento all’anca è solo uno dei campi di applicazione della robotica e della digitalizzazione nell’ambito di ortopedia; non possiamo fare un trattato di medicina perché ci dilungheremmo troppo, ma potete credermi: c’è un mondo di applicazione!
Neuralink e le nuove frontiere delle neuroscienze
Il microchip cerebrale sviluppato da Elon Musk
Il primo microchip nel cervello umano è stato impiantato!
L’azienda fondata da Musk in California nel 2016, la Neuralink, si occupa di implementazione tecnologica in ambito biologico e ha innestato, nel gennaio 2024, “Telepathy” nome scelto per il microchip.
L’obiettivo di Neuralink è di costruire un ponte tra il nostro cervello e i computer, con il fine primario di potenziare le abilità umane nel difendersi dai più comuni disturbi di origine neurologica e lo scopo ultimo di realizzare una integrazione uomo-macchina, immaginata finora solo nel mondo della fantascienza. “I risultati iniziali mostrano un promettente rilevamento di picchi neuronali”. Questo il commento rilasciato al risveglio del paziente che si è sottoposto per primo all’impianto.
La comunità scientifica invita però alla prudenza, perché se è vero che la sperimentazione avviata da Musk si propone di curare malattie attualmente prive di una terapia risolutiva, come la SLA o il morbo di Parkinson e di risolvere problemi seri quali paralisi, cecità e persino la depressione, dall’altro i rischi di tale implementazione tecnologica sono molto alti.
Oggi il primo “operato” sta bene, nel frattempo sono diventati 7 i pazienti che “non avendo nulla da perdere” come da affermazione sincera dell’ultimo paziente sottoposto all’intervento, in ordine cronologico, si chiama Jake Schneider, di 35 anni originario di Austin, in Texas (Stati Uniti). La sua storia ha alle spalle una diagnosi di Sla, sclerosi laterale amiotrofica, giunta nel febbraio 2022. Da allora un peggioramento progressivo e costante dei sintomi della malattia, in particolare nella mobilità di braccia e mani.
Egli grazie all’impianto cerebrale del dispositivo hi-tech, che funziona come un’interfaccia cervello-computer, in grado di registrare e decodificare l’attività neuronale associata all’intenzione di movimento, traducendola in comandi digitali, ha riconquistato l’indipendenza nell’utilizzo di dispositivi elettronici, come si riporta in una nota di Neuralink sul suo caso. Grazie a questa tecnologia, Jake ora può controllare un cursore, scrivere testi e utilizzare dispositivi elettronici senza alcun input fisico, migliorando in modo significativo la propria capacità di comunicazione e interazione, illustrano gli esperti Neuralink nella nota. Tra i risultati più rilevanti, come da lui stesso dichiarato, la possibilità di tornare a svolgere attività quotidiane e a interagire con il proprio figlio attraverso il gioco digitale, recuperando una parte significativa dell’autonomia persa con la progressione della malattia.
Viviamo un momento storico dove ciò che sembrava impossibile fino a pochi anni fa è già il passato! Speriamo che tutto ciò sia a favore della salute dell’uomo e non gli si ritorca contro!
Nelide Quarato
