Intervista a Giacinto Barresi (Rehab Technologies Lab – IIT) e a Giampaolo Brichetto (FISM/AISM) sul progetto ENACT
Il progetto ENACT (Exploiting Neuroergonomic solutions to Attenuate the Cerebellar Tremor – www.enactproject.eu) nasce dalla collaborazione tra l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e la Fondazione (FISM) della Associazione Italiana Sclerosi Multipla (AISM). Si tratta di uno dei progetti speciali supportati dalla FISM ed è iniziato a Ottobre 2021. ENACT mira a migliorare la qualità di vita di persone con Sclerosi Multipla, fornendo soluzioni capaci di rendere più efficace e coinvolgente l’attività riabilitativa e di indagare una delle manifestazioni altamente critiche di questa malattia: il tremore cerebellare degli arti superiori. Lo scopo finale del progetto è realizzare sistemi che possano attenuare tale sintomo in base alle evidenze raccolte durante gli studi in corso.
Ci parlano di ENACT il suo coordinatore, Giacinto Barresi, Ricercatore in Neuroergonomia nel Rehab Technologies Lab di IIT, e Giampaolo Brichetto, Direttore Sanitario del Servizio Riabilitativo AISM Liguria, Coordinatore Ricerca in Riabilitazione per FISM e Presidente del network europeo RIMS, costituito da esperti di Riabilitazione in ambito di Sclerosi Multipla.
Quale problema intendete affrontare con questo progetto?
BRICHETTO – Uno dei sintomi che colpiscono le persone con Sclerosi Multipla (PcSM) è costituito da tremori, ampi e a bassa frequenza, dovuti a lesioni causate da processi di demielinizzazione a livello del cervelletto, organo dedicato principalmente alla coordinazione motoria ed al controllo della postura. Tale fenomeno si manifesta in particolare come tremore intenzionale, innescato, nel caso ad esempio di un arto superiore, dall’avvicinamento volontario di un oggetto (acuendosi proprio con l’approssimarsi della mano ad esso sotto la guida dello sguardo). Tali tremori possono costituire una causa di disabilità per persone in età scolare e lavorativa, evidenziando quindi la necessità di un intervento che superi i limiti di quelli comunemente implementati: solitamente si va da trattamenti farmacologici la cui efficacia si riduce nel tempo ad interventi chirurgici o all’uso di grosse protesi che vincolino o appesantiscano gli arti. Il progetto ENACT nasce dal bisogno di realizzare soluzioni non invasive che siano indossabili nella vita quotidiana senza richiedere compromessi eccessivi in termini di attività e comfort a livello sia individuale che sociale. Per esplorare quest’approccio, facciamo leva sulla necessità di approfondire le potenzialità di strategie di controllo intelligente di sistemi indossabili tipiche della robotica a livello di interazione uomo-robot, insieme all’approccio della neuroergonomia, lo studio dell’interazione uomo-macchina mediante metodologie neuroscientifiche sia per rendere dei dispositivi autenticamente centrati sulla persona sia per comprendere come funziona il sistema neurocognitivo umano nei contesti reali nei quali l’interazione avviene.
A che punto è ENACT?
BARRESI – Il primo anno di progetto si è focalizzato su ricerca e sviluppo a livello di ambienti interattivi che possano permetterci di indagare processi neurocognitivi e neuromotori coinvolti in compiti svolti mediante gli arti superiori. Ampio spazio del progetto è stato quindi dedicato alla realizzazione di soluzioni interattive di realtà virtuale – in particolare il sistema ENACT-VR, realizzato dai colleghi Laura Salatino, Chiara Storchi, Andrea Ferrari e Nicolò Boccardo – per rendere coinvolgente lo svolgimento di compiti clinici (in primis esercizi riabilitativi a livello motorio-cognitivo), in modo da migliorare l’aderenza dei soggetti alle procedure proposte. Una ricaduta immediata di ENACT è stato quindi il design e lo sviluppo di exergame (videogiochi progettati per promuovere l’esecuzione di esercizi) progettati per facilitare, mediante l’implementazione di stimolazioni multimodali non invasive, lo svolgimento di attività motorie come parte di training motorio-cognitivi per persone con Sclerosi Multipla. Tali attività sono state portate avanti in collaborazione con due docenti, Fabrizio Lamberti (VR@POLITO) e Andrea Bottino (Computer Graphics and Vision Group), del Dipartimento di Automatica e Informatica (DAUIN) del Politecnico di Torino, insieme ai loro laureandi (Chiara Parente, Antonio Macaluso, Keivan Ameri, Miriam Tanda). A metà del secondo anno del progetto, abbiamo iniziato i test di tali exergame con pazienti del servizio riabilitativo AISM a Genoa. Tengo a sottolineare che la concettualizzazione di ciascuno dei sistemi descritti deriva dalle numerose convergenze che nell’arco di un paio d’anni ho visto emergere tra me e i membri del team di Giampaolo Brichetto. Tali convergenze si intrecciano con processi di user-centered game design che stanno coinvolgendo pazienti e stakeholder durante il triennio di ENACT, in modo da ottenere risultati realistici in funzione delle necessità della persona con Sclerosi Multipla.
BRICHETTO – Durante il resto del 2023 ci focalizzeremo sulla raccolta di dati relativi alla coordinazione occhio-mano soprattutto nei casi di persone colpite da tremore cerebellare in compiti di presa e spostamento di oggetti digitali e fisico-digitali (all’oggetto virtuale corrisponde un oggetto fisico con la medesima forma per rendere più immersivo e motivante l’ambiente in cui gli esercizi si svolgono). Durante il terzo anno del progetto, i dati raccolti a livello sensorimotorio e fisiologico durante la fruizione degli ambienti virtuali e aumentati (arriverà presto anche il prototipo ENACT-XR per la realtà mista ed estesa) verranno anche utilizzati per impostare un sistema di rilevazione di potenziali biomarcatori della Sclerosi Multipla e dei cambiamenti a cui sono sottoposti i pazienti. Va evidenziato che tale raccolta dati ci permetterà di affinare il terzo risultato progettuale, il cui prototipo ha il nome provvisorio di ENACT-EXO: una specie di “tuta bioelettrica” a cui sta lavorando Marco Crepaldi, leader dell’Electronic Design Laboratory (EDL) di IIT, in base ai risultati sperimentali di studi nei quali chiederemo ai soggetti di indossare sensori e stimolatori multimodali per affinare le nostre indagini sul tremore cerebellare e l’implementazione del prototipo stesso.
I ricercatori citati lasciano intendere la partecipazione di diversi gruppi nel progetto: quali?
BARRESI – ENACT nasce a partire dall’eccellenza che FISM rappresenta in ambito clinico e di ricerca sulla Sclerosi Multipla, all’avanguardia sia nell’utilizzo di sistemi interattivi sia nello sviluppo di soluzioni di machine learning per impiegare le informazioni raccolte mediante misure di autovalutazione a livello di Patient-Reported Outcome (PRO) – utilizzate per coordinare procedure ed interventi a livello sanitario – al fine di prevedere come la malattia progredirà nel tempo. Dall’incontro tra l’esperienza di FISM in ambito clinico e quella di IIT nei domini delle tecnologie intelligenti ed interattive siamo giunti a formulare il progetto ENACT – senza contare come in FISM lavorino esperti dalle competenze altamente interdisciplinari come Jessica Podda, Ludovico Pedullà e Andrea Tacchino, il cui ruolo è fondamentale nel progetto. La prospettiva sia nazionale che internazionale di ENACT si sviluppa, anche grazie al ruolo chiave di FISM e AISM nel contesto del network europeo RIMS (presieduto proprio da Giampaolo Brichetto), mediante iniziative come il recente convegno RIMS 2023 a Genova e la ECTRIMS-RIMS Summer School a Danzica: in entrambi i casi, ho potuto esporre l’approccio di ENACT come esempio progettuale in termini di realizzazione e valutazione di tecnologie interattive per la riabilitazione in ambito di Sclerosi Multipla.
Considerando IIT, è fondamentale per ENACT il supporto della linea di ricerca in cui lavoro, il Rehab Technologies Lab (laboratorio congiunto di IIT ed INAIL) guidato da Lorenzo De Michieli, che ringrazio per aver creduto nel progetto sin dalla nostra prima discussione a riguardo. In Rehab Technologies Lab, oltre ai colleghi già citati, lavorano ad ENACT anche Yelena Tonoyan, Giulia Mariani, Chiara Galletti, Marco Freddolini, Riccardo Galviati e Paolo Bianchino. Si affiancano a noi il già citato Electronic Design Laboratory di Marco Crepaldi – insieme a Claudio Lorini, Luca Rivano, Mirco Di Salvo – e la linea di Pattern Analysis and Computer Visiondi Alessio Del Bue. Sin dall’inizio del progetto, si sono dimostrati preziosi i contributi di Jacopo Zenzeri e Giulia Albanese della linea Robotics, Brain and Cognitive Sciences, divenuti rispettivamente CEO e Clinical Product Specialist della startup ReWing. Non va infine dimenticata la sinergia tra ENACT e lo Spoke 2 di RAISE(Robotics and AI for the Socio-economic Empowerment), l’ecosistema per l’innovazione supportato dal PNRR in Liguria: una delle attività previste nello Spoke 2, dedicato alle tecnologie per la salute e coordinato da Lorenzo De Michieli, è in stretta collaborazione proprio con ENACT nell’esplorazione di tecnologie abilitanti – in questo caso i Digital Twin – in ambito riabilitativo. FISM ed AISM sono partner di IIT anche in questo contesto. Invito infine a tener d’occhio la pagina del sito web (in aggiornamento) relativa al network esteso del progetto, che continua ad ampliarsi a livello sia nazionale (grazie ad esempio all’iniziativa GameAbility) che internazionale (in virtù di collaborazioni che includono, ad esempio, la Kyushu University e l’Indian Institute of Technology di Ghandinagar).
Quali sfide e quali opportunità ha innanzi il progetto ENACT?
BRICHETTO – Come già detto, le indagini di ENACT costituiscono il presupposto per realizzare sia ambienti interattivi (ENACT-VR ed ENACT-XR) per potenziare l’attività riabilitativa sia un sistema indossabile per l’attenuazione del tremore cerebellare che di fatto costituirà una soluzione robotica assimilabile ad una “exosuit” (ENACT-EXO). Prima di arrivare a questo risultato, sarà però necessario passare attraverso la realizzazione ed il test di ulteriori ambienti interattivi di cui abbiamo parlato secondo un approccio interattivo e partecipativo che veda al centro del processo di design e valutazione le persone con SM. Questo tipo di attività mira a sviluppare nuove soluzioni tecnologiche che possano contribuire anche alla comprensione dei processi relativi al tremore cerebellare, ad esempio a livello di coordinazione occhio-mano, con possibili ricadute anche in altri ambiti, come il controllo di arti robotici: è intrigante il pensiero che modelli di coordinazione visuomotoria in robotica possano aiutarci a far recuperare ad una persona il controllo di un proprio arto, ottenendo di conseguenza nuovi modelli che forniscono alla robotica stessa soluzioni innovative capaci di rendere i sistemi meccatronici realmente intelligenti e, per certi versi, “umani”.
