Riuscire a prevedere i comportamenti autolesivi di pazienti con spettro autistico, questo l’ambizioso obiettivo delle attività portate avanti dai colleghi PROMAS del Centro Ricerche ENEA di Frascati, in collaborazione con la Lega del Filo d’Oro e la ditta “Brunetti Gianluca”.

Lo strumento da ottenere è un sistema composto da una parte sensoristica, per l’acquisizione dei parametri biologici utili, e da una parte elaborativa definita “emulatore”, necessaria alla generazione di un segnale di “allerta” da fornire al caregiver in modo che possa intervenire in anticipo rispetto all’evento traumatico, mettendo in atto strategie e protocolli di contenimento delle umoralità del paziente.

I sensori

Dovendo acquisire l’andamento di alcuni parametri biochimici della persona in esame, i sensori da utilizzare devono essere in grado di rilevare tali parametri. Per esempio possono essere utilizzati sensori relativi all’adrenalina, il cortisolo, l’emoglobina, l’acido lattico. Questa serie di elementi ha la particolarità di variare la sua concentrazione nell’organismo in maniera ciclica e giornaliera o a seguito di una condizione di stress o eccitazione. Quale conseguenza di questa variazione viene indotta una variazione di secondo ordine su altri parametri vitali come: il battito cardiaco, la sudorazione, la pressione sanguigna.

Per quanto detto quindi risulta maggiormente significativo l’utilizzo di sensori relativi  ai parametri del primo ordine, in quanto temporalmente precedenti a quelli del secondo. Infatti lavorando sull’andamento di tali parametri è possibile prevedere il comportamento di quelli del secondo ordine e non viceversa. Ciò permetterà quindi al sistema di essere in “vantaggio” di due fasi rispetto al verificarsi del comportamento autolesivo del paziente che avverrà solo dopo la variazione dei parametri del secondo ordine.

L’emulatore

La seconda sezione del sistema è quella relativa all’elaborazione dei dati acquisiti dai sensori. Per ogni tipologia di sensore utilizzato viene creato un ingresso attraverso il quale i dati entrano nell’emulatore. Al suo interno essi vengono memorizzati con scansione temporale predefinita. In questo modo all’interno dell’emulatore è sempre presente lo stato di ogni sensore relativo ad un intervallo di tempo prestabilito.

Sfruttando i dati immagazzinati è possibile creare una previsione “ponderata” dell’andamento di ogni sensore in un tempo futuro proporzionale al tempo di immagazzinamento utilizzato. Ovviamente tale previsione risulterà più accurata man mano che sarà riferita a eventi relativi ad un futuro più prossimo al presente e meno accurata man mano che ci si allontanerà sempre di più nel futuro.

Terminata questa prima fase di elaborazione ne inizia una seconda. Infatti partendo dal presupposto che nel sistema biologico la variazione di un particolare elemento biochimico non produce solo un effetto di secondo ordine ma a sua volta esso stesso è perturbato anche dalle variazione degli altri elementi del suo stesso ordine, è necessario creare questa interferenza continua tra le previsioni relative a ciascun sensore anche all’interno dell’emulatore. In questo modo il risultato finale sarà una copia o emulato dello stato biochimico del paziente tanto più fedele all’originale quanto più aumenterà il numero dei sensori applicati.

Dopo una attenta fase di analisi, si è però capito che i sensori in grado di rilevare i parametri di primo ordine sono difficilmente gestibili dai soggetti da testare,  a causa del peso eccessivo del dispositivo, provocando in loro una condizione di stress molto forte e portandoli a reazioni anche violente. Si è quindi deciso di passare all’utilizzo di sensori di “secondo ordine” relativi a: battito cardiaco, sudorazione della pelle e ossigenazione del sangue, utilizzando la tecnologia degli “smart watch” che presentano notevoli vantaggi sia in termini di portabilità che di gestione (Sensori on board: battito cardiaco, temperatura corporea, accelerometro; Connettività:  bluetooth ; Operatività: possibilità di modifica del firmware presente).

Attraverso l’utilizzo di tale dispositivo si sono potuti risolvere i due problemi riscontrati nel precedente setup; il dispositivo si presenta come un comunissimo orologio ed è quindi facilmente indossabile e l’attendibilità dei suoi dati non è influenzata da nessun movimento effettuato.

Parallelamente è stata sviluppata anche la seconda fase di elaborazione nell’emulatore portando al risultato di prevedere lo stato d’insieme futuro tenendo conto dell’interferenza tra un parametro e l’altro. Per il momento tale risultato è fornito sotto forma di variazione di colore di un rettangolo sul monitor e di numero biunivoco con il colore stesso. Il sistema è stato testato in laboratorio e attualmente è in fase di taratura fine.

Si prevede a breve di affidare il sistema per la sperimentazione sul campo, che avrà una durata di qualche mese (minimo 2), alla Lega del Filo d’Oro. La fase sperimentale sul campo sarà particolarmente utile in quanto allo stato attuale il sistema non produce allarmi ma solo previsioni di configurazioni future. Per poter interpretare queste previsioni come possibili allarmi sarà quindi necessario associarle al comportamento del paziente.

Infatti, solo associando l’evento autolesivo avvenuto con la previsione della configurazione d’insieme relativa a qualche secondo prima si potrà addestrare l’emulatore ed il caregiver a interpretare quel particolare numero o colore ad un allarme. Per questo motivo la fase sperimentale dovrà avere una durata adeguata, quantificabile in qualche mese, e coinvolgere il più alto numero di persone.

Terminata la fase sperimentale e valutati i risultati ottenuti, la prospettiva ad oggi visibile sarà quella di impostare un successivo progetto in cui auto produrre i sensori del primo ordine o coinvolgere un costruttore di tali sensori. Non si prevede al momento la necessità di modificare la parte emulatore, in quanto per il suo principio di funzionamento esso è universale e applicabile a qualsiasi tipo di sensore.