Circa un anno fa (guarda caso ad aprile) tale Handaru, uno studente giapponese appassionato di nuove tecnologie, ha pubblicato sul proprio blog un post in cui sosteneva di essere in grado di muovere i propri muscoli facciali utilizzando un joypad. Il post contiene numerose informazioni che spiegano come è giunto a questo risultato ed è arricchito da un video dimostrativo.
Innanzitutto, senza dilungarsi troppo Handaru fornisce alcune spiegazioni fisiologicamente corrette (sebbene alquanto semplicistiche) circa il funzionamento dei nervi e dei muscoli. Lo studente accenna al concetto di potenziale d’azione, la rapida variazione di potenziale elettrico cellulare che consente la trasmissione di un impulso lungo l’assone di una cellula neuronale.
A livello della placca motrice, vale a dire la cosiddetta sinapsi neuromuscolare, il motoneurone stimolato dalla variazione di potenziale d’azione rilascerà un neurotrasmettitore che permetterà alla fibra muscolare di contrarsi (o di rilassarsi). Dall’inizio alla fine, il potenziale d’azione di una cellula nervosa dura circa 2 millisecondi (qui sotto potete vedere un grafico realizzato dallo stesso studente).
Questo è il motivo per cui gli esseri umani contraggono i muscoli quando ricevono una scossa elettrica. Potresti aver visto braccia protesiche e dispositivi di assistenza dotati di cuscinetti attaccati al tuo braccio che si muovono leggendo le tue intenzioni. Funziona leggendo i potenziali d’azione emessi da muscoli e nervi.
Sulla base di questo concetto, Handaru ha utilizzato una piattaforma hardware Arduino che ha chiamato ArduinoUno come microcontrollore madre collegata a dieci canali e ha realizzato degli elettrodi “home-made” con filo elettrico, garza e soluzione salina. Il passo successivo è stato scrivere il programma.
Il programma è sorprendentemente semplice. Per Arduino esiste un’utile libreria chiamata libreria servo. Usalo così com’è. Tutto quello che devi fare è impostare il tempo di attivazione su 2 millisecondi e inviarlo al pin di azionamento dell’elettrodo.
Applicando ogni elettrodo approssimativamente in prossimità di un muscolo facciale, Handaru ha poi utilizzato un joypad per controllare gli impulsi elettrici e il risultato è visibile in un video allegato al post. Il video è stato diffuso molte volte in rete in questo ultimo anno e la questione è stata dibattuta nell’ambito degli hobbisti e degli appassionati di cibernetica.
In sé e per sé, facile riproducibilità a parte, non c’è sarebbe nulla di particolarmente innovativo nell’esperimento di Handaru, al di là del rischio per la salute legato all’utilizzo di strumenti elettrici autoprodotti collegati a un semplice joypad e a parti del corpo. Nel 2018, sulla rivista Biomedical Signal Processing and control è stato pubblicato uno studio realizzato da un gruppo di ricercatori finlandesi: Facial muscle activations by functional electrical stimulation.
Sebbene il risultato dello studio sia grosso modo il medesimo, vale a dire dimostrare che tramite un dispositivo di stimolazione transcutanea è possibile contrarre i muscoli facciali, con una soglia di attivazione parziale media di 2,50 mA e 3,00 mA per i muscoli orbicularis oculi e orbicularis oris, rispettivamente, e una soglia di chiusura completa dell’occhio di 4,45 mA, da ogni punto di vista la strumentazione presentata da Handaru appare fin troppo semplice per i movimenti complessi mostrati nel video e i dettagli forniti (al di là dello schema del programma) appaiono alquanto superficiali.
Anche a volergli dare credito, sarebbe difficile non farsi male utilizzando elettrodi fatti in casa e un joypad. Al netto di tutto questo, il campo sperimentale appare senza dubbio intrigante: da anni infatti si parla di realizzare stimolatori muscolari portatili per migliorare la vita delle persone affette da paralisi (ad esempio, la paralisi di Bell). Per la cronaca, Handaru è scomparso dalla Rete a luglio di quest’anno, dopo aver dichiarato di avere realizzato una rana cyborg.
