Disgrafia, una penna sensorizzata può aiutare a individuare precocemente le difficoltà di scrittura

Imparare a scrivere non significa soltanto produrre lettere corrette sulla pagina. Dietro il gesto grafico c’è un processo complesso che coinvolge funzioni esecutive, memoria, programmazione motoria e coordinazione neuromuscolare. Quando questo processo non si sviluppa in modo adeguato, le difficoltà di scrittura possono avere ripercussioni non soltanto sul rendimento scolastico, ma anche sulla motivazione, sull’autostima e sul benessere del bambino. È da questa premessa che parte uno studio pubblicato su PLOS Digital Health che ha sperimentato una tecnologia pensata per osservare non soltanto che cosa scrive un bambino, ma come lo scrive. La ricerca ha coinvolto 707 studenti italiani, dalla prima classe della scuola primaria alla terza della scuola secondaria di primo grado. I bambini sono stati reclutati in scuole delle province di Varese e Novara negli anni scolastici 2022/2023 e 2023/2024.

Una penna che registra il gesto mentre si scrive

La tecnologia utilizzata è una sensorized ink pen, una penna a inchiostro dotata di sensori che consente di scrivere su un normale foglio di carta, senza modificare sostanzialmente il contesto nel quale il bambino svolge il compito. Gli studenti hanno utilizzato la penna durante due prove della BVSCO-3, la batteria utilizzata per la valutazione clinica della scrittura. In entrambi i test era richiesto di scrivere per un minuto, il più velocemente possibile, sequenze di parole o numeri, utilizzando caratteri stampati o corsivo. Il vantaggio rispetto alla valutazione tradizionale è che la penna permette di raccogliere informazioni sul processo di scrittura, oltre che sul risultato finale. Dai segnali registrati sono stati estratti 178 indicatori, relativi a diversi aspetti della prestazione: tempo, forza applicata al foglio, fluidità del movimento, inclinazione della penna e oscillazioni cinematiche, oltre a numerosi parametri nel dominio della frequenza. In altre parole, la tecnologia consente di osservare elementi che normalmente non sono visibili guardando soltanto il foglio scritto.

Non conta soltanto quanto si scrive, ma come ci si arriva

Uno degli aspetti più interessanti riguarda la relazione tra gli indicatori digitali e i risultati ottenuti nei test clinici. L’analisi ha evidenziato correlazioni significative tra diversi parametri registrati dalla penna e il punteggio della BVSCO-3. Le associazioni più consistenti sono state osservate soprattutto nel dominio temporale, ma sono emerse relazioni anche per forza, fluidità del movimento e oscillazioni cinematiche. Tra gli indicatori analizzati, per esempio, il tempo trascorso con la penna sollevata dal foglio può fornire informazioni sulla pianificazione del movimento, mentre la variabilità della forza e alcuni parametri di fluidità descrivono la capacità di produrre un gesto grafico più stabile e automatizzato. Il dato è coerente con ciò che si osserva nello sviluppo della scrittura: con il passare degli anni scolastici il gesto diventa progressivamente più efficiente e automatizzato.

Il terzo anno della primaria come punto di svolta

L’analisi trasversale dei dati ha evidenziato traiettorie di sviluppo compatibili con le curve di apprendimento della scrittura già descritte in letteratura. Per molti indicatori, infatti, il terzo anno della scuola primaria emerge come un momento di stabilizzazione delle competenze motorie e cognitive coinvolte nella scrittura. Gli autori precisano però che questo plateau non indica la fine dello sviluppo: anche negli anni successivi vengono osservati ulteriori miglioramenti, compatibili con la progressiva maturazione delle abilità grafo-motorie. È un elemento rilevante perché la tempestività dell’identificazione delle difficoltà rappresenta uno degli aspetti più delicati della valutazione. Una difficoltà persistente nella scrittura può infatti tradursi in frustrazione, riduzione della motivazione e dell’autostima e, nel tempo, avere conseguenze sul percorso scolastico e sul benessere del bambino.

L’intelligenza artificiale distingue gli studenti a rischio

Il passaggio più innovativo dello studio riguarda l’utilizzo di modelli di intelligenza artificiale per classificare gli studenti sulla base degli indicatori registrati dalla penna. I ricercatori hanno diviso i partecipanti in due gruppi sulla base del punteggio ottenuto nella BVSCO-3: studenti considerati a rischio di difficoltà di scrittura e studenti non a rischio. I modelli sono stati quindi addestrati per distinguere le due categorie. I risultati migliori sono stati ottenuti nei compiti in corsivo. Il modello TabPFN ha raggiunto un F1 score medio di 0,80 in uno dei compiti e di 0,84 nell’altro. L’analisi di explainable AI ha inoltre mostrato una sostanziale coerenza tra i modelli nell’identificare gli indicatori più rilevanti per la classificazione. Le caratteristiche maggiormente informative appartenevano a domini diversi, tra cui tempo, forza, fluidità del movimento, oscillazioni cinematiche e frequenza. Un risultato che, secondo gli autori, conferma la natura multidimensionale delle difficoltà di scrittura.

Ma la penna non è ancora uno strumento di screening

È proprio su questo punto che lo studio invita alla cautela. La tecnologia ha mostrato di poter identificare pattern associati alle difficoltà di scrittura, ma non può ancora essere considerata uno strumento di screening clinico. I ricercatori evidenziano diversi limiti. Il campione proviene principalmente da scuole di una stessa area geografica dell’Italia settentrionale, e questo può limitare la generalizzabilità dei risultati. Inoltre, la distribuzione degli studenti nei gruppi a rischio e non a rischio non era equilibrata in tutti i compiti, un elemento che può influenzare le prestazioni dei modelli. C’è poi un limite tecnologico importante: la penna registra il movimento, ma non ricostruisce direttamente la traccia scritta. Non permette quindi di valutare in modo completo l’organizzazione spaziale, l’accuratezza nella formazione delle lettere e l’integrazione visuo-motoria. Lo studio analizza soprattutto le componenti motorie della fluenza grafo-motoria. Infine, si tratta di uno studio trasversale: confronta bambini di classi diverse, ma non segue gli stessi bambini nel tempo. Per dimostrare realmente la capacità della tecnologia di prevedere precocemente lo sviluppo di una difficoltà di scrittura sarebbero necessari studi longitudinali e il confronto diretto con bambini con diagnosi clinica di disgrafia.

Dalla ricerca alla scuola: una possibile nuova frontiera

Il valore della THInkPen, quindi, non sta oggi nella possibilità di sostituire una valutazione clinica, ma nella capacità di aggiungere informazioni oggettive a ciò che già viene osservato attraverso gli strumenti tradizionali. La possibilità di utilizzare una penna su un normale foglio, mantenendo un’attività familiare per il bambino, potrebbe inoltre rendere più semplice raccogliere dati direttamente nell’ambiente scolastico. È proprio questa caratteristica, definita dagli autori come validità ecologica, a rappresentare uno degli elementi di maggiore interesse dell’approccio. L’obiettivo, in prospettiva, è arrivare a identificare più rapidamente i bambini che necessitano di un approfondimento, riducendo il rischio che una difficoltà rimanga inosservata fino a quando non produce conseguenze sul percorso scolastico. Ma la tecnologia, almeno per ora, deve rimanere uno strumento di supporto. Il passaggio dalla ricerca alla pratica clinica richiederà ulteriori studi, campioni più ampi e diversificati, confronti con bambini con diagnosi di disgrafia e soprattutto studi longitudinali capaci di verificare se gli indicatori registrati dalla penna siano realmente predittivi dello sviluppo futuro delle abilità di scrittura. La penna intelligente, dunque, non sostituisce lo specialista e non fa diagnosi. Può però aprire una strada interessante: trasformare il gesto quotidiano della scrittura in una fonte di informazioni quantitative sullo sviluppo del bambino, rendendo potenzialmente più precoce e mirata l’attenzione verso le difficoltà.

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