I recenti progressi nella tecnologia dell’interfaccia cervello-computer (BCI) hanno consentito a due individui con paralisi quasi totale di digitare a velocità paragonabili a quelle di mandare SMS su uno smartphone – fino a 22 parole al minuto. Questa svolta, pubblicata su Nature Neuroscience, segna un passo significativo verso il ripristino della comunicazione pratica per coloro che non sono in grado di usare le mani o la parola.
L’evoluzione delle interfacce cervello-computer
Il concetto di decodificare i segnali cerebrali per controllare dispositivi esterni risale agli anni ’60, inizialmente dimostrato nelle scimmie con impianti a elettrodo singolo. Nel corso dei decenni, la tecnologia BCI ha fatto progressi:
– Nel 2006, BrainGate ha dimostrato il controllo del cursore e il funzionamento delle protesi degli arti.
– Successivamente, BrainGate ha perfezionato il sistema per la digitazione tramite tastiera virtuale, anche se la velocità è rimasta lenta.
– Altri gruppi di ricerca hanno esplorato la decodificazione diretta dalle regioni cerebrali legate al linguaggio.
Il problema principale dei sistemi precedenti era la velocità. I precedenti metodi di digitazione cerebrale si basavano sulla selezione del cursore, rendendoli molto più lenti della digitazione manuale. Questo nuovo approccio aggira questo collo di bottiglia.
Come funziona il nuovo sistema
I ricercatori di BrainGate hanno addestrato un modello di intelligenza artificiale a riconoscere i movimenti previsti della mano o delle dita dal giro precentrale, una regione del cervello che controlla le funzioni motorie. I partecipanti hanno tentato di muovere gli arti paralizzati mentre l’intelligenza artificiale prevedeva le lettere corrispondenti su una tastiera QWERTY standard. Il sistema ha raggiunto una velocità di 110 caratteri al minuto (22 parole al minuto) con un tasso di errore basso dell’1,6% in un partecipante. Anche un secondo partecipante con paralisi ha dimostrato una digitazione funzionale, sebbene più lenta.
Ciò rappresenta un miglioramento sostanziale rispetto ai metodi esistenti. I precedenti sistemi BCI raggiungevano velocità di 18 parole al minuto con tassi di errore più elevati o 78 parole al minuto con un tasso di errore del 25%.
Perché la velocità è importante
I ricercatori sottolineano che la velocità di comunicazione non è semplicemente un parametro tecnico. “La velocità della comunicazione è importante, perché è importante essere parte di una conversazione”, afferma Daniel Rubin, coautore dello studio. Per gli individui che hanno perso sia la parola che la funzione manuale, una comunicazione efficiente è fondamentale per mantenere la connessione sociale e la partecipazione. I metodi alternativi, come il tracciamento oculare, sono troppo lenti per l’interazione naturale.
Sfide rimanenti e direzioni future
Nonostante i progressi, la tecnologia deve affrontare dei limiti:
– Lo studio ha coinvolto solo due partecipanti.
– Il sistema richiede un intervento chirurgico al cervello invasivo per il posizionamento dell’impianto.
– La calibrazione è necessaria prima di ogni utilizzo, simile all’accordatura di uno strumento musicale.
La questione più ampia rimane se la decodificazione dalla corteccia motoria o dalle aree legate al linguaggio sia più efficace. I segnali motori sono più facili da decodificare, ma le regioni del linguaggio possono offrire velocità più elevate. Diverse aziende, tra cui Neuralink, Paradromics e Synchron, stanno sviluppando BCI commerciali, sebbene l’adozione diffusa dipenda dal superamento di questi ostacoli.
Questa tecnologia offre uno sguardo su un futuro in cui la paralisi non significa più silenzio. Sebbene sia necessario un ulteriore perfezionamento, la velocità e la precisione dimostrate segnalano che la tipizzazione pratica del cervello-computer è a portata di mano.
