Tecniche di avanguardia nello studio del Parkinson
Il Dipartimento di Scienze della cognizione e della formazione impegnato nella ricerca neuropsicologica
di Claudia Bonfiglioli

Il morbo di Parkinson è una patologia degenerativa del sistema nervoso centrale, caratterizzata dalla presenza di sintomi quali tremore, rigidità ed una accentuata difficoltà ad iniziare i movimenti volontari, definita bradicinesia. Presso il Dipartimento di Scienze della cognizione e della formazione sono state recentemente utilizzate per lo studio dei pazienti parkinsoniani due tecniche sperimentali: l’analisi cinematica e la realtà virtuale. Se da un lato l’analisi cinematica può contribuire a quantificare in maniera più oggettiva il grado di disabilità motoria dei pazienti, dall’altro grazie all’utilizzo di ambienti di realtà virtuale è possibile realizzare un sistema di simulazioni finalizzato al recupero delle abilità motorie, particolarmente compromesse dal morbo di Parkinson.
Un importante contributo che la ricerca ha fornito per la valutazione del livello di disabilità associato alla patologia è stato quello di fornire un metodo quantitativo per descrivere i movimenti. L’analisi cinematica, infatti, è una tecnica sperimentale che, mediante l’impiego di sistemi di analisi dell’immagine ad alta risoluzione spaziale e temporale, consente di descrivere i movimenti eseguiti da un individuo utilizzando una serie di parametri oggettivi. L’analisi cinematica applicata allo studio dei pazienti affetti da morbo di Parkinson ha portato a due interessanti risultati. In primo luogo è stato possibile caratterizzare il movimento di raggiungimento-prensione nei pazienti, e stabilire in che cosa questo differisca dallo stesso movimento eseguito da soggetti neurologicamente sani o affetti da altre patologie neurologiche.
L ’ analisi cinematica fornisce dettagli precisi sull’organizzazione spaziale e temporale del movimento e questo significa che nel caso dei pazienti parkinsoniani è stato possibile quantificare non solo la bradicinesia, ma anche descrivere esattamente come siano coordinati nello spazio e nel tempo i movimenti del braccio e della mano. Ad esempio, dai risultati di un recente studio è emerso che vi è un deficit a livello della programmazione motoria tale per cui movimenti che i soggetti normali eseguono simultaneamente possono essere eseguiti dai parkinsoniani solo in maniera sequenziale.
Un secondo potenziale vantaggio clinico legato alla possibilità di confrontare parametri oggettivi delle prestazioni motorie dei pazienti affetti  da morbo di Parkinson è quello di valutare gli effetti della terapia farmacologica. Di recente, l’analisi cinematica è stata utilizzata per stabilire da un lato quali siano gli effetti dei farmaci antiparkinsoniani sui parametri cinematici, e dall’altro quale sia l’efficacia di alcuni trattamenti chirurgici. La valutazione delle prestazioni dei pazienti prima e dopo l’intervento chirurgico potrebbe essere utile a stabilire quale sia il rapporto costi/benefici nel sottoporre il paziente ad un trattamento di fatto invasivo ed in alcuni casi irreversibile.
Un ulteriore aspetto legato al trattamento dei pazienti parkinsoniani riguarda l’utilità di affiancare la terapia farmacologica a trattamenti complementari volti al mantenimento o al recupero dell’autonomia funzionale. In questa ottica, il Dipartimento di Scienze della cognizione e della formazione, in collaborazione con il Centro interuniversitario di ricerca in Bioingegneria e Scienze Motorie (CeBiSM) e con la Divisione di Neurologia dell’Ospedale S. Maria di Rovereto, ha avviato un progetto di ricerca finalizzato allo sviluppo di programmi di recupero funzionale motorio nei pazienti affetti da morbo di Parkinson.
Da un punto di vista applicativo il progetto si propone di realizzare un ambiente di realtà virtuale che possa essere utilizzato per migliorare la velocità e l’accuratezza dei movimenti degli arti superiori in pazienti parkinsoniani. Il paziente indossa uno speciale guanto “Cyber” che consente di ricostruire la posizione e l’orientamento esatti della mano e delle dita nello spazio, e di visualizzarli in tempo reale su uno speciale visore. Questo permetterà al computer di presentare visivamente un braccio simulato nell’ambiente virtuale del soggetto, che verrà mosso in tempo reale insieme al braccio vero consentendo al soggetto di “appropriarsi” dell’immagine dell’arto in movimento. Inoltre, al guanto verrà attaccato un esoscheletro biomeccanico (vedi figura) che offrirà la resistenza fisica appropriata su ogni parte della mano, in modo da trasmettere la sensazione artificiale di contatto con l’oggetto necessaria per convincere completamente i partecipanti che l’oggetto virtuale che stanno afferrando possiede proprietà tattili e fisiche “reali”.
Il progetto prevede di addestrare i pazienti ad eseguire semplici movimenti di prensione in una condizione di immersione in ambiente virtuale. Ciò che si vuole valutare è se ed in che modo una discrepanza introdotta dallo sperimentatore tra movimento “percepito” e movimento realmente “eseguito” possa innescare un processo di apprendimento inconsapevole in grado di indurre le persone affette da morbo di Parkinson ad utilizzare capacità di adattamento esistenti, ma altrimenti sopite, per migliorare il controllo dei movimenti degli arti superiori.
Se la manipolazione sperimentale utilizzata nella fase di addestramento si dovesse rivelare efficace, sarebbe possibile mettere a punto terapie di riabilitazione mirate al recupero di una classe di movimenti funzionali con grande vantaggio per i pazienti parkinsoniani.

Nella figura in basso a sinistra il Cyber Grasp, l’esoscheletro che consente di trasmettere la resistenza fisica appropriata.