Simona Crea è una ragazza minuta di 29 anni, fresca di dottorato in ingegneria biomedica. «Guarda questo video», dice seriosa. Sullo schermo sei persone con braccia e gambe paralizzate riescono a mangiare e bere da sole grazie a un guanto hi-tech controllato da elettrodi inseriti all’interno di una cuffia. Impugnano una bottiglietta di plastica, versano l’acqua in un bicchiere, afferrano delle patatine, maneggiano una carta di credito. Il sistema è innovativo: traduce attività del cervello e movimenti degli occhi in comandi di apertura e chiusura della mano, trasmessi via wireless. La ricercatrice sorride: «Ecco cosa facciamo qui: miglioriamo la vita delle persone».

L’uomo bionico nasce negli stabilimenti dismessi della Piaggio di Pontedera, trasformati in laboratori all’avanguardia della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, un’oasi di eccellenza nel non sempre entusiasmante panorama della ricerca italiana.

Tra queste pareti color pastello, ogni giorno, duecento tra ingegneri, fisici, informatici, biologi e psicologi, lavorano a 65 differenti progetti di ricerca con un obiettivo comune: restituire funzionalità ai corpi danneggiati.

Simona Crea con l’esoscheletro utilizzato per la riabilitazione del braccio

in pazienti colpiti da ictus. (Foto Mattia Micheli per La Stampa)

Il futuro in mano

Braccia artificiali, gambe biomeccatroniche, mani robotizzate, dita con sensori tattili, sistemi di controllo neurale dei movimenti, esoscheletri che aiutano a camminare. «I robot stanno entrando nei nostri corpi, viviamo una fase in cui le nuove tecnologie ci permettono di ottenere risultati straordinari», spiega Christian Cipriani, vicedirettore dell’Istituto di biorobotica. Lucchese, classe 1980, allergico alla cravatta, Cipriani è il professore ordinario più giovane d’Italia: «Non c’è alcun valido motivo per spaventarsi. Noi non vogliamo potenziare l’uomo, ma restituirgli le funzionalità perdute o mai avute».

Il fiore all’occhiello della Scuola Sant’Anna è la mano bionica, controllabile con il pensiero e in grado di restituire il tatto. Un miracolo di tecnologia. Per i ricercatori è il prototipo della protesi del futuro, capace di trasformare l’intenzione in movimento. L’ultimo progetto si chiama «Myky» ed è finanziato dall’European Research Council, il bando più prestigioso del Continente. Il dispositivo supera gli approcci convenzionali basati sulla registrazione di segnali elettrici provenienti dai nervi o dai muscoli scheletrici. L’interfaccia uomo-macchina, infatti, si basa sui principi del campo magnetico, in grado di decodificare i comandi motori volontari dell’individuo e, contemporaneamente, di trasmettergli informazioni sensoriali.

L’esoscheletro per camminare (Foto Mattia Micheli per La Stampa)

Il kit per camminare

Anche le gambe bioniche create a Pontedera hanno superato con successo i primi test sull’uomo. Il risultato del progetto Cyberlegs è una combinazione unica di protesi intelligenti, sensori, robot indossabili ed esoscheletri leggeri. Il kit ad elevata tecnologia consiste in un insieme di moduli che possono essere utilizzati sia singolarmente sia in combinazione: c’è lo zainetto che aiuta a muovere i passi, le scarpe intelligenti equipaggiate con sensori di pressione, gli accelerometri indossabili e i dispositivi motorizzati che agevolano le articolazioni. Una potenziale svolta sia per pazienti amputati sia per anziani con deficit deambulatori.

Restituire il tatto è invece l’ambizione del progetto «Ppr3», finanziato anche dall’Inail e coordinato dal professor Silvestro Micera. Si tratta di falangi artificiali motorizzate, sensorizzate e controllate da interfacce indossabili. Significa che anche il tatto diventa bionico: con l’aiuto di un polpastrello artificiale collegato agli elettrodi impiantati nel braccio, un uomo amputato è riuscito a percepire nei dettagli tutte le rugosità di una superficie.

Cervelli di ritorno

Il dipartimento di biorobotica della Scuola Sant’Anna è stato premiato come il migliore laboratorio italiano di ingegneria dall’Agenzia nazionale per la valutazione dell’Università e della ricerca. «Qual è la ricetta vincente? Tenacia e coraggio», spiega Paolo Dario, direttore dell’istituto. Qui non ci sono cervelli in fuga, piuttosto c’è la coda per entrare. «Ogni anno arrivano centinaia di domande da studenti delle Università di mezzo mondo», raccontano. Il 30% dei dottorandi è straniero, così come il 10% degli assegnisti di ricerca. Gunter Robert Kanitz è un spilungone tedesco di 32 anni: «Ho scelto di lavorare alla Scuola Sant’Anna perché è l’avanguardia della biorobotica». Da Berlino a Pontedera, il cambiamento è radicale: «Ma qui si vive bene – racconta -. Gli italiani hanno una creatività senza eguali, nella ricerca è un ingrediente fondamentale. Anche se qui è una lotta quotidiana per trovare i finanziamenti».

Reperire risorse e combattere con la burocrazia. Ecco i due grandi ostacoli con cui si scontrano i ricercatori italiani. «Passo oltre metà del mio tempo dietro a bandi, preventivi e scartoffie varie. Succede solo da noi», racconta Cipriani. E quindi come si colma il gap? «Con il lavoro. La produttività media dei ricercatori italiani è tra le più alte al mondo. La verità è che siamo bravi. Molto bravi».

(Foto Mattia Micheli per La Stampa)

Resettare gli organi

L’ultima novità della Sant’Anna è la prima palestra dei robot indossabili. Il progetto è in fase di sperimentazione avanzata: fra qualche mese, a Pisa, i pazienti affetti da gravi patologie neurologiche come l’ictus potranno seguire programmi personalizzati per riabilitare gli arti. Mentre i bambini a rischio di paralisi cerebrale (2 mila nuovi casi all’anno solo in Italia) potranno essere curati nella «palestrina intelligente» grazie a giocattoli sensorizzati e controllati a distanza. L’obiettivo è stimolare il cervello del bambino in modo che esso si auto-ripari riducendo o cancellando i danni prodotti da una lesione.

LA STAMPA

La nuova frontiera, invece, si chiama bioelettronica. È l’alternativa al farmaco. La disciplina è agli inizi, ma promette di rivoluzionare la medicina come l’abbiamo conosciuta finora. La sfida è quella di «resettare» gli organi, regolandone il funzionamento grazie alla stimolazione del sistema nervoso autonomo. Potenzialmente si potrebbero guarire patologie come diabete, infertilità o asma. «Oggi possiamo immaginare di inserire un sistema impiantabile vicino a un organo per curarlo tramite sollecitazioni», spiega Alberto Mazzoni, assegnista di ricerca in ingegneria neurale. I big mondiali della farmaceutica stanno investendo centinaia di milioni di dollari in questo settore. L’uomo bionico è già una realtà.