Tipi di Interfaccia Cervello-Macchina: Scrittura Mentale

I ricercatori dell’Istituto Medico Howard Hughes (HHH ) hanno abilitato con successo un’interfaccia cervello-macchina a scrivere la scrittura mentale degli utenti per la prima volta. Il team ha decifrato l’attività cerebrale associata alla scrittura a mano per raggiungere il risultato.

Il partecipante era un individuo con paralisi che aveva sensori impiantati nel suo cervello, e il team si è affidato a un algoritmo per identificare le lettere mentre tentava di scriverle. Il sistema è stato in grado di analizzare questo e visualizzare il testo su uno schermo in tempo reale.

Secondo Krishna Shenoy, un investigatore dell’Istituto Medico Howard Hughes presso l’Università di Stanford, questo sviluppo potrebbe consentire alle persone con paralisi di digitare rapidamente senza l’uso delle loro mani. Shenoy è stato raggiunto dal neurochirurgo di Stanford Jaimie Henderson.

Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature il 12 maggio.

Il partecipante è stato in grado di digitare 90 caratteri al minuto, che è più del doppio della quantità precedentemente registrata con un tipo di interfaccia cervello-macchina.

Jose Carmena, un ingegnere neurale presso l’Università della California, Berkeley, afferma che “è un grande progresso nel campo” che può aiutare molte persone con disabilità diverse. Le interfacce cervello-computer consentono di convertire il pensiero in azione.

“Questo articolo è un esempio perfetto: l’interfaccia decodifica il pensiero di scrivere e produce l’azione.”

Lesioni e Attività Neurale

Anche se una persona potrebbe subire un trauma o una malattia che la rende incapace di camminare, afferrare o parlare, l’attività neurale del cervello per tali azioni rimane. A causa di ciò, i ricercatori possono utilizzare questa attività per creare sistemi che beneficiano queste persone.

Il team di Shenoy ha lavorato per anni sul decodificare l’attività neurale associata alla parola e ha sviluppato un modo per i partecipanti di impiantare sensori e utilizzare i loro pensieri per spostare un cursore su uno schermo.

Tuttavia, non c’è stato un vero sforzo per fare lo stesso per la scrittura a mano.

“Vogliamo trovare nuovi modi per far comunicare le persone più velocemente”, afferma Frank Willett, un neuroscienziato del gruppo.

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BCI e Sensori Implantati

Il team ha collaborato con un partecipante di 65 anni che era iscritto a una prova clinica BrainGate2. BrainGate2 sta testando la sicurezza dei BCI per dispositivi che trasmettono dati direttamente dal cervello a un computer.

Due piccoli sensori sono stati impiantati da Henderson nella parte del cervello responsabile del controllo della mano e del braccio. Ciò ha consentito all’individuo di muovere un braccio robotico o un cursore attraverso tentativi di muovere il proprio braccio paralizzato.

I sensori hanno rilevato segnali da neuroni individuali quando il partecipante immaginava di scrivere, e l’algoritmo di apprendimento automatico ha riconosciuto modelli cerebrali quando produceva ogni lettera. Ciò ha consentito all’uomo di copiare frasi e rispondere a domande quasi con la stessa velocità di qualcuno della sua età che digita su uno smartphone.

Secondo Willett, il BCI funziona velocemente perché ogni lettera provoca un modello di attività molto distintivo che può essere facilmente distinto dall’algoritmo.

Il team si concentrerà ora su un partecipante che non può parlare, e i ricercatori ritengono che questo nuovo sistema possa aiutare notevolmente le persone che soffrono di paralisi causata da diverse condizioni.