Dispositivo computer-cervello converte in frasi le onde cerebrali di un uomo paralizzato

Un ictus cerebrale a seguito di un orribile incidente d’auto ha lasciato paralizzato un ragazzo di 20 anni, privandolo della parola. Ora diciotto anni dopo il suo terribile incidente, è in grado di comunicare con il mondo esterno grazie a un impianto medico che converte le onde cerebrali in frasi su un computer. Sebbene questa sia solo una prova del concetto, la ricerca è molto promettente, suggerendo che un giorno potrebbe essere possibile ripristinare le capacità di comunicazione per le persone che hanno perso la parola a causa di un infortunio.
Edward Chang, neurochirurgo dell’Università della California, a San Francisco ha detto:
«La maggior parte di noi dà per scontata la facilità con cui comunichiamo attraverso il linguaggio. È emozionante pensare che siamo proprio all’inizio di un nuovo capitolo, di un nuovo campo».
Le persone paralizzate e con disabilità del linguaggio hanno opzioni di comunicazione molto limitate. Il paziente menzionato in questa nuova ricerca, ad esempio, comunicherebbe utilizzando un puntatore attaccato a un berretto da baseball e con un movimento con la fronte, indirizzato su un touchscreen, potrebbe digitare parole o lettere; altri pazienti, impediti a utilizzare il collo si affidano a dispositivi che tracciano i movimenti oculari e li traducono in un movimento del cursore per selezionare parole o lettere sullo schermo di un computer.
Le opzioni citate sebbene consentano ai pazienti paralizzati una parvenza di connessione con il mondo esterno, sono tristemente lente. È qui che entrano in gioco le interfacce cervello-computer. La loro capacità sbalorditiva di trasformare l’attività neurale in un potenziale attuabile è stata a dir poco impressionante.
Le interfacce cervello-computer possono essere utilizzate anche da pazienti paralizzati per controllare braccia meccaniche, esoscheletri e persino droni. Tali interfacce possono anche facilitare tra due persone uno scambio di informazioni di tipo telepatico.
Il lavoro di Edward Chang e colleghi piuttosto che realizzare una protesi controllata dalla mente, si concentra su una neuroprotesi per la parola. Il dispositivo converte le onde cerebrali che normalmente controllano i sottili movimenti delle labbra, della mascella, della lingua e della laringe per formare suoni in parole o intere frasi sullo schermo di un computer.
Il team di ricercatori dopo aver impiantato elettrodi sulla superficie dell’area cerebrale responsabile del controllo del linguaggio del paziente, l’algoritmo del computer è stato addestrato con schemi neurali mentre l’uomo tentava di pronunciare parole comuni come “acqua” o “buono”. L’addestramento si è svolto nel corso di 50 sessioni distanziate in quasi due anni. L’algoritmo è stato quindi istruito su modelli di onde cerebrali specifici associati con 50 parole che potrebbero essere utilizzate per formare oltre 1.000 frasi.
Il laboratorio di Edward Chang in precedenza aveva trascorso anni a mappare le aree del cervello responsabili del linguaggio, quindi avevano molta esperienza. L’uomo, ad esempio, utilizzando la comunicazione testuale abilitata dal dispositivo che leggeva i suoi pensieri, alle domande “Come stai oggi?” o “Hai sete?”, ha risposto “Sto molto bene” oppure “No, non ho sete”.
I ricercatori nel documento pubblicato nella rivista New England Journal of Medicine, hanno scritto:
«Ci vogliono dai tre ai quattro secondi prima che le parole immaginate dal paziente appaiano sullo schermo del computer, non è così veloce come parlare, ma è comunque molto più veloce che dare una risposta».
Il prototipo potrebbe essere perfezionato e trasformato in un dispositivo che aiuta le persone con lesioni, ictus o malattie come la malattia di Lou Gehrig che interferisce con la trasmissione di messaggi dal cervello al tratto vocale.
I prossimi passi dei ricercatori includono il miglioramento della velocità, dell’accuratezza e delle dimensioni del vocabolario del dispositivo e forse un giorno consentire agli utenti di comunicare con una voce generata dal computer anziché con il testo su uno schermo.

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