Dal cervello alla mano. Analisi e classificazione della codifica dei movimenti e delle sinergie funzionali a livello neuronale e nell'attività spontanea.
La mano è fra i principali mezzi di interazione con l'ambiente circostante. Non soltanto costituisce un organo di senso per il corpo, ma soprattutto riveste un ruolo centrale come effettore. La mano ha un'elevata complessità biomeccanica a fronte di una bassa dimensionalità: soltanto un ridotto numero di configurazioni motorie o sinergie consente movimenti caratterizzati da elevata destrezza. Le sinergie motorie rappresentano una strategia di semplificazione che riduce l'elevato numero di gradi di libertà associato ai movimenti dei muscoli della mano. Sebbene studi sugli animali suggeriscano che tali moduli funzionali siano codificati a livello corticale, scarse sono le evidenze sull'uomo. In questo progetto, non soltanto si cercherà di studiare se e come le sinergie motorie associate a specifici movimenti della mano siano codificate a livello corticale, ma anche se sono predette dall'attività spontanea del cervello.
Il progetto si articolerà in tre fasi: progettazione e pianificazione delle acquisizioni, sessioni di raccolta dati, analisi dei dati acquisiti. Sarà condotta un'analisi di dati multimodali, ottenuti con elettroencefalografia (EEG) ad alta densità, elettromiografia (EMG) e sistemi di analisi della cinematica in soggetti impegnati in compiti motori di diversa complessità, al fine di studiare come l'attività del sistema nervoso centrale (SNC) si traduca in stimoli del sistema nervoso periferico (SNP) e nell'effettivo movimento dell'arto. Tecniche di apprendimento automatico saranno impiegate per classificare e stimare segnali EMG e movimenti a partire dai dati EEG dei movimenti di base e delle loro combinazioni in movimenti complessi. Inoltre l'attività a riposo sarà analizzata per verificare se sia in grado di predire i pattern di attivazione cerebrale e la cinematica del movimento. Questo lavoro permetterà di aumentare le conoscenze relative al controllo corticale del movimento fondamentale anche per lo sviluppo di sistemi protesici bionici.