Neuroriabilitazione robotica: prende il via all’interno di due Unità Operativa Complesse di Neuroriabilitazione della Fondazione Santa Lucia IRCCS di Roma una nuova sperimentazione dedicata all’uso di robot sociali che hanno la funzione di interagire con i pazienti sia stimolandone le funzioni cognitive sia incrementando il benessere emotivo e le interazioni sociali. I robot impiegati (dispositivi commerciali dal costo relativamente contenuto) sono stati dotati di esercizi cognitivi, funzioni di riproduzione video e audio, videochiamata per le interazioni sociali e di esercizi di rilassamento e meditazione, utili per mantenere la mente allenata e ridurre la condizione di stress legata all’ospedalizzazione.
I robot impiegati (dispositivi commerciali dal costo relativamente contenuto) sono stati dotati di esercizi cognitivi e funzioni utili per mantenere la mente allenata
Il sistema, da oltre due anni in fase di sperimentazione presso il domicilio di alcuni anziani che hanno aderito al progetto, è stato al centro di un ulteriore sviluppo, con nuove funzioni adatte all’utilizzo presso i reparti di neuroriabilitazione ospedaliera di alta specialità e da alcuni mesi viene impiegato nella UOC di neuroriabilitazione 3, diretta dal professor Ugo Nocentini – neurologo che si occupa del coordinamento delle attività cliniche di neuroriabilitazione per pazienti trattati in ricovero ordinario e day-hospital, curando l’organizzazione dei Progetti Riabilitativi Individuali (PRI) in collaborazione con i medici e il corpo infermieristico – e nella UOC di neuroriabilitazione 6, diretta dal dottor Stefano Paolucci dell’ospedale della Fondazione Santa Lucia IRCCS di Roma (specialista in Neurologia, si occupa soprattutto della gestione riabilitativa di pazienti con postumi di malattie cerebrovascolari, con attenzione ai fattori prognostici per il recupero funzionale e al trattamento delle complicanze cognitive e psichiatriche correlate).
Le neuroscienze si attestano quindi come un campo di indagine dove la medicina, la biologia, la fisica e le scienze cognitive si fondono per studiare il cervello e sviluppare potenziali terapie per le malattie che colpiscono il sistema nervoso.
Robotica cognitiva per la neuroriabilitazione, il progetto ReMember-Me
Neuroriabilitazione robotica per studiare i meccanismi di controllo motorio del soggetto umano e sviluppare tecnologie utili nei programmi dedicati. Da qui, la robotica quale strumento per eseguire esercizi cognitivi. Federica Piras, responsabile degli studi neurolinguistici condotti presso il laboratorio di Neuropsichiatria della Fondazione Santa Lucia IRCCS di Roma e dei protocolli di valutazione neuropsicologica per lo studio delle capacità cognitive nelle malattie psichiatriche – insieme al team del laboratorio di Neuropsichiatria della Fondazione – sta studiando le possibilità offerte dai robot per tenere costantemente in esercizio, anche a casa, le funzioni cognitive, soprattutto nelle persone anziane.
Lo studio si inserisce nel programma europeo Active and Assisted Living (AAL) che mira a trovare soluzioni per consentire agli anziani di rimanere attivi, autonomi e sani ed è parte del progetto ReMember-Me che prevede l’impiego di nuove tecnologie da utilizzare presso il domicilio, a servizio delle persone anziane per il monitoraggio continuo e la prevenzione del declino cognitivo.
Il progetto ReMember-Me è giunto al terzo anno e quindi alla fase conclusiva del suo piano triennale, coinvolgendo diversi partner in sei paesi europei.
Psicologa, logopedista e ricercatrice responsabile del progetto, Piras dettaglia: “James, ossia questo modello di robot sociale che stiamo contribuendo a sviluppare, può essere di supporto per il paziente e il personale per espletare una serie di funzioni come facilitare le comunicazioni con l’esterno per ridurre il senso di solitudine e di isolamento, fornire attività di stimolazione cognitiva (serious games) personalizzate e adattate alle condizioni del degente, provvedere all’intrattenimento del paziente (lettura dei quotidiani o di libri, visione di film, documentari, viaggi virtuali) fornendo anche contenuti (sessioni di meditazione, suoni della natura, musica) in grado di ridurre il distress legato all’ospedalizzazione”.
Nel dettaglio, il compito della Fondazione Santa Lucia IRCCS è stato la creazione del modulo di valutazione e degli esercizi cognitivi secondo basi scientifiche riconosciute nonché la conduzione dello studio sul campo in cui il sistema è stato proposto ad anziani sani e pazienti con deterioramento cognitivo lieve, valutandone l’impatto nella quotidianità.
Tecnologie e-health di monitoraggio continuo per gli anziani
Il progetto ReMember-Me intende modificare il paradigma attuale di assistenza dell’anziano sano, per lo più medicalizzato e centrato sulla cura fornita essenzialmente da familiari, oppure da lavoratori addetti. In particolare, riprende Piras, “il lavoro dei partner – sviluppatori di software e neuropsicologici esperti di invecchiamento – è stato indirizzato alla creazione di un sistema che permettesse il monitoraggio continuo dello stato di benessere della persona anziana, promuovendo al contempo la partecipazione ad attività cognitivamente stimolanti, favorendo la socializzazione ed incrementando le competenze tecnologiche e il senso di autoefficacia e autostima dell’anziano.
Il sistema sviluppato durante i tre anni appena trascorsi permette la valutazione costante di una serie di parametri. Spaziando “dai livelli di attività fisica alla qualità del sonno (attraverso dei sensori), dalle capacità cognitive e del tono dell’umore al benessere auto-percepito, al senso di solitudine e di isolamento sociale (con test e questionari somministrati via tablet o mediante un agente artificiale), fornendo un programma di stimolazione personalizzato”, afferma Piras.
Il sistema permette la valutazione costante di una serie di parametri, anche su tono dell’umore e benessere auto-percepito, fornendo un programma di stimolazione personalizzato
Come anticipato, sulla base delle rilevazioni il programma promuove lo svolgimento di attività quali – ad esempio – esercizi di stimolazione cognitiva (“giochi” per migliorare l’attenzione e la memoria), meditazione ed esercizi di rilassamento, lezioni di danza e ginnastica dolce, fornendo anche una serie di consigli per l’adozione di uno stile di vita sano.
“I dati raccolti, inclusi quelli sullo svolgimento delle diverse attività, possono essere condivisi – previa autorizzazione della persona –, con un familiare che può monitorare a distanza lo stato di salute/benessere del proprio congiunto e svolgere con la persona ulteriori attività consigliate dal sistema. Gli stessi dati vengono monitorati anche dal medico (geriatra o neuropsicologo) che ha in carico l’anziano e può eventualmente suggerire ulteriori approfondimenti, riuscendo così a seguire la persona a distanza con un minor numero di controlli in presenza”, circoscrive ancora Piras. Ad oggi, il prototipo del sistema (approdato alla sua quinta versione) è stato notevolmente arricchito e comprende una serie di moduli per la valutazione e la stimolazione non solo cognitiva, una piattaforma sociale ed un modulo per comunicare con il medico referente.
Robotica assistiva per la neuroriabilitazione: le peculiarità di James
“Il modello che avevamo in mente quando abbiamo cominciato a lavorare al progetto ReMember-Me era quello di un agente artificiale che fosse in grado di fornire agli anziani quel supporto sociale che solitamente viene assicurato da un familiare o da un caregiver”.
Una precisazione importante, quella formulata da Piras, poiché nell’ambito della neuroriabilitazione robotica questo tipo di robot assistivi devono essere capaci di riprodurre un modello di supporto – complementare e pertanto additivo (e non sostitutivo) di quello provvisto da un essere umano – che dia all’utente un sostegno dal punto di vista emotivo, fornendogli anche le informazioni e l’aiuto pratico di cui necessita.
L’agente artificiale deve essere quindi in grado di “leggere” i dati che provengono dall’individuo per interpretare e classificare il suo stato d’animo, mostrando al tempo stesso un’attenzione “affettuosa” e un comportamento proattivo rispetto ai bisogni espressi/inferiti.
L’agente artificiale deve “leggere” i dati che provengono dall’individuo, mostrando un’attenzione “affettuosa” e un comportamento proattivo
“Per riprodurre questo modello neuroscientifico del supporto sociale – specifica Piras – abbiamo dotato James di una serie di questionari (sul tono dell’umore, il benessere auto-percepito, il senso di solitudine) che vengono periodicamente somministrati all’anziano”.
I dati raccolti, invece, “sono messi in relazione, attraverso un algoritmo di intelligenza artificiale, con altre informazioni rilevate attraverso dei sensori (i livelli di attività fisica o la qualità del sonno come registrati da un dispositivo elettronico commerciale da polso).
Così l’algoritmo definisce i messaggi più appropriati che verranno forniti da James all’anziano, simulando quell’attenzione “affettuosa” che contrassegna il supporto sociale”.
James fornisce una serie di raccomandazioni per incrementare ad esempio, la socializzazione – utilizzando la piattaforma sociale “ReMember My Story” inclusa nel sistema o contattando in videochiamata i propri familiari – o per migliorare l’igiene del sonno evitando sonnellini pomeridiani. Oppure, ancora, per incrementare l’attività fisica in modo da migliorare la fitness cardiovascolare riducendo il rischio di depressione, declino cognitivo e di cadute.
Robot umanoidi a servizio degli anziani: la risposta dei pazienti
La neuroriabilitazione robotica (ad esempio, per far svolgere ai degenti esercizi ripetitivi) comincia a trovare applicazione anche nel supporto agli anziani che, trovandosi ad affrontare una serie di sfide correlate alla loro età, intendono (a ragione) mantenere la propria autonomia il più a lungo possibile. Nel caso del progetto ReMember-Me, “il fatto che sia un robot umanoide a fornire indicazioni (i “consigli” e suggerimenti per uno stile di vita sano o le sollecitazioni per lo svolgimento del piano di attività giornaliero) nasce dall’osservazione, comprovata scientificamente, che gli anziani si sentono meno criticati o giudicati quando dei test di valutazione sono somministrati da un robot umanoide rispetto ad un operatore, mentre mostrano livelli di coinvolgimento più elevati quando le attività di stimolazione sono svolte mediante un robot, rispetto all’uso di un tablet”, ammette Piras.
“Ciò – continua – “solleva” anche il caregiver dal compito, particolarmente gravoso dal punto di vista emotivo per un familiare, di stimolare l’anziano a svolgere attività cognitivamente significative, affidando ad un agente esterno il ruolo di chi dà consigli o indicazioni per mantenersi in salute ed attivi anche nella tarda età adulta”.
Inoltre, il robot offre una stimolazione personalizzata che si basa su un algoritmo di intelligenza artificiale (“albero decisionale”) in grado di fornire i suggerimenti più adeguati in funzione dei dati rilevati. Se la valutazione cognitiva mostra un profilo a rischio di declino, il sistema valuta i dati raccolti su una serie di aspetti che sono noti incidere sulle capacità cognitive (la depressione o la scarsa qualità del sonno, solo per fare due esempi) e, se anche queste rilevazioni sono al di sotto di un valore soglia, James fornisce una serie di raccomandazioni per mettere in atto le opportune azioni correttive sollecitando comunque il soggetto a svolgere attività cognitivamente stimolanti.
Gli anziani si sentono meno criticati o giudicati quando i test di valutazione sono somministrati da un robot umanoide rispetto ad un operatore
Nell’ambito del progetto ReMember-Me, Piras e il team del laboratorio di Neuropsichiatria della Fondazione Santa Lucia IRCCS di Roma hanno verificato sperimentalmente l’utilità del robot sociale in grado di fornire un supporto adattato alle condizioni della persona sia presso il suo domicilio sia all’interno di reparti di neuroriabilitazione e cura dell’anziano.
A spiegare le differenze è la stessa Piras: “Mentre il supporto fornito a casa è più di tipo cognitivo (il robot, appunto, promuove l’esecuzione di una serie di attività contenute in un piano di stimolazione giornaliero sulla base della rilevazione dello stato cognitivo-emotivo e fisico della persona), nei reparti ha svolto una funzione più di “companion”, agevolando le comunicazioni con l’esterno e permettendo la fruizione di contenuti di intrattenimento”. Per poi aggiungere che “sebbene alcuni anziani abbiano rifiutato di averlo in casa (spesso preoccupati per la gestione dello spazio abitativo o per il consumo energetico che è invece, pari a quello di uno laptop), i feed-back ricevuti dopo 8 settimane di utilizzo indicano che più del 70% degli intervistati ritiene il robot efficace nel mantenerli cognitivamente stimolati. Mentre il 90% degli anziani con declino cognitivo afferma che il robot abbia facilitato la comunicazione a distanza con i loro familiari”.
