Immagina una mano bionica che si connette direttamente al sistema nervoso: il cervello controlla i suoi movimenti e chi la indossa sente pressione e calore con un arto meccanico. A proposito, siamo stati avvertiti che con lo sviluppo dei sensori fotonici, tali fantasie stanno per diventare realtà.
Le interfacce neurali esistenti si basano su componenti elettronici e metallici che il corpo può rifiutare. Pertanto, Mark Christensen della Southern Methodist University di Dallas (USA) e i suoi colleghi stanno creando sensori da fibre ottiche e polimeri, che hanno meno probabilità di causare una risposta immunitaria e inoltre non sono soggetti a corrosione.
I sensori sono allo stadio di prototipo e finora, purtroppo, sono troppo grandi per essere impiantati nel corpo.
I sensori sono sfere polimeriche. Ogni sfera è dotata di una fibra ottica che emette un fascio di luce. Fluisce all'interno del trasduttore in un modo astuto, chiamato "whispering gallery mode" (modalità whspering gallery) in onore dell'omonima stanza della St. Paul's Cathedral di Londra, dove il suono viaggia più lontano del solito, perché è riflesso da una parete concava.
L'idea del dispositivo è la seguente: il campo elettrico associato all'impulso nervoso influenza la forma della sfera, che a sua volta cambia la risonanza della luce sul guscio interno, cioè il nervo diventa effettivamente parte di il circuito fotonico. Il cambiamento nella risonanza della luce che si propaga attraverso la fibra ottica segnala al manipolatore che il cervello, ad esempio, vuole muovere un dito. Il feedback è assegnato alla radiazione infrarossa, che agisce direttamente sul nervo. La luce è diretta da un riflettore posto all'estremità della fibra.
Ipoteticamente, il dispositivo sarà utile non solo per chi ha perso gli arti, ma anche per i pazienti con lesioni del midollo spinale: sensori e fibre ottiche aiuteranno a bypassare l'area non operativa. Ma prima di impiantare i sensori, è necessario scoprire dove si trovano le terminazioni nervose necessarie: ad esempio, il chirurgo suggerirà al paziente di provare a sollevare il braccio mancante.
Gli scienziati hanno in programma di dimostrare un prototipo funzionante usando l'esempio di un gatto o di un cane nei prossimi due anni. Ma prima, la dimensione del sensore dovrà essere ridotta da poche centinaia a 50 micron. Il progetto da 5,6 milioni di dollari è finanziato dall'Advanced Research Projects Agency (DARPA) del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.
