I ricercatori utilizzano l’AI per aiutare le persone con condizioni neurologiche a controllare le sedie a rotelle elettriche con le onde cerebrali

Non appena mi sono seduto sulla sedia a rotelle elettrica, i ricercatori mi hanno messo un casco sulla testa con elettrodi che si sono infilati nella mia cute. Hanno fatto degli aggiustamenti fino a quando un laptop collegato al casco ha iniziato a ricevere segnali dal mio cervello.

Con l’intento di rilevare le onde cerebrali più deboli e di riconoscere i loro modelli per la previsione attraverso l’intelligenza artificiale (AI), mi è stato chiesto di praticare il movimento immaginato controllando un avatar su uno schermo con solo i miei pensieri, che sarebbe poi stato la base per controllare la sedia a rotelle.

Ci è voluta un po’ di pratica, ma alla fine l’avatar si è mosso semplicemente pensando di stringere la mia mano sinistra.

Anche quando ho fatto un errore – come spostare l’avatar verso un ostacolo invece di allontanarlo – i ricercatori mi hanno spiegato che l’istruzione era stata annullata dalla tecnologia di previsione e stima dell’AI, che a quel punto aveva riconosciuto modelli nelle mie onde cerebrali che potevano aiutarla a prevedere con precisione le future istruzioni per l’avatar.

Una volta che lo strumento era stato addestrato con le mie onde cerebrali, era il momento di provare a utilizzare i miei pensieri per controllare la sedia a rotelle elettrica. Ho chiuso gli occhi e mi sono concentrato su come mi sentivo a muovere la mia mano sinistra, che era ferma e immobile sulla mia gamba. Mentre immaginavo di fare un pugno con la mia mano sinistra, la sedia a rotelle ha iniziato a muoversi a sinistra – la direzione desiderata!

Nonostante non avessi bisogno di una sedia a rotelle nella mia vita quotidiana, l’esperienza di alimentare il veicolo con i miei pensieri – assistito dall’AI – è stato ispiratore dato il potenziale che potrebbe avere per migliorare la vita delle persone che soffrono di gravi lesioni alla colonna vertebrale o condizioni neurologiche come la sclerosi multipla, la paralisi cerebrale o la sindrome di Guillain-Barré.

Queste condizioni spesso lasciano i pazienti a letto o dipendenti da infermieri o familiari per aiutarli a muoversi.

Per anni, gli scienziati hanno cercato di sviluppare tecnologie per aiutare gli individui colpiti da queste condizioni a recuperare parte della loro mobilità e autonomia fisica. Nel 2009, la Toyota ha annunciato una sedia a rotelle che poteva essere controllata utilizzando segnali EEG; nel 2023, i ricercatori dell’Università di Padova hanno sviluppato una tecnologia di interfaccia cervello-macchina che consente ai tetraplegici di guidare sedie a rotelle elettriche utilizzando solo le onde cerebrali; e altri studi sulla sedia a rotelle alimentata dalle onde cerebrali incorporano la realtà aumentata, la visione computerizzata e la calibrazione offline.

Mentre queste innovazioni ci hanno aiutato a ridurre notevolmente il divario di mobilità per gli individui affetti da gravi condizioni spinali e neurologiche, i ricercatori della NTT Research mi hanno detto che molte limitazioni rimangono ancora, soprattutto quando si considera che le onde cerebrali non sono necessariamente le stesse in tutte le persone, né nella vita di un individuo.

Durante la sua recente conferenza Upgrade 2025 a San Francisco, la NTT Research ha presentato una tecnologia AI che afferma di poter prevedere e completare segnali di onde cerebrali interrotti, consentendo ai pazienti con condizioni neurologiche anche gravi di controllare sedie a rotelle elettriche.

“È noto che le onde cerebrali possono variare a causa di vari fattori. Tuttavia, la nostra tecnologia è progettata per ottimizzare l’AI per ogni individuo, quindi crediamo che rimanga efficace nonostante tali variazioni”, mi ha detto Kengo Okitsu, un ricercatore che ha lavorato al progetto.

L’attività elettrica del cervello è registrata in onde alfa, beta, gamma, delta e theta, e gran parte del loro significato funzionale è ancora oggetto di dibattito.

Le onde cerebrali, tuttavia, non sono consistenti tra la popolazione. Gli individui con deficit cognitivi come la demenza e la malattia di Alzheimer sperimentano una riduzione dell’attività e della reattività delle onde cerebrali. L’età può anche ostacolare la capacità degli individui di produrre onde cerebrali abbastanza forti da alimentare sedie a rotelle elettriche; e anche i disturbi psichiatrici come ADHD, schizofrenia e depressione possono influire sulla frequenza EEG.

La tecnologia delle onde cerebrali esistente non può praticamente tenere il passo con tutte queste variazioni. Invece, i ricercatori stanno puntando sull’AI per aiutare a completare e integrare segnali di onde cerebrali insufficienti o inaccurati riconoscendo modelli di onde cerebrali che consentiranno di prevedere il movimento del corpo immaginato.

“La nostra tecnologia funzionerà per tutti perché viene aggiornata dall’AI in continuazione”, ha detto Okitsu. “Si concentra sulla raccolta di dati per l’AI durante l’operazione dell’interfaccia cervello-macchina. Quindi le persone possono operare l’avatar per primo e poi la nostra tecnologia si aggiorna con l’aiuto dell’AI”.

I ricercatori hanno anche sottolineato che il tempo di reazione relativamente rapido dal convertire un pensiero – come stringere un pugno – in un’azione – come girare una sedia a rotelle – è anche aiutato da un’infrastruttura di comunicazione basata sulla fotonica chiamata IOWN che consente un’elaborazione dei dati ad alta capacità e bassa latenza. La rete utilizza segnali fotonic (luce) anziché segnali elettrici per la trasmissione delle informazioni per accelerare il trasferimento e l’elaborazione dei dati.

L’integrazione di queste tecnologie nelle sedie a rotelle controllate dalle onde cerebrali rappresenta l’utilizzo di tecnologie emergenti per la costruzione di strumenti di mobilità più accessibili.

Il progetto potrebbe significare un’evoluzione dello stile di vita per le persone disabili e per i loro caregiver, che saranno entrambi forniti di più libertà e autonomia.