Tipi di interfaccia della macchina del cervello: grafia mentale
I ricercatori dell’Howard Hughes Medical Institute hanno abilitato con successo un’interfaccia macchina del cervello per digitare per la prima volta in assoluto la scrittura mentale degli utenti. Il team ha decifrato l’attività cerebrale associata alla scrittura di lettere a mano per ottenere il risultato.
Il partecipante era un individuo con paralisi a cui erano stati impiantati sensori nel cervello e il team si è basato su un algoritmo per identificare le lettere mentre tentava di scriverle. Il sistema è stato in grado di analizzarlo e visualizzare il testo su uno schermo in tempo reale.
Secondo Krishna Shenoy, un investigatore dell’Howard Hughes Medical Institute presso la Stanford University, questo sviluppo potrebbe consentire alle persone con paralisi di digitare rapidamente senza bisogno 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 registrata in precedenza con un tipo di interfaccia cervello-macchina.
Jose Carmena, un ingegnere neurale presso l’Università della California, Berkeley, dice che “è un grande progresso nel campo” che può aiutare molti diversi tipi di persone con disabilità. Le interfacce cervello-computer consentono di convertire il pensiero in azione.
“Questo documento è un esempio perfetto: l’interfaccia decodifica il pensiero della scrittura e produce l’azione.”
Lesioni e attività neurale
Anche se una persona potrebbe subire una ferita o una malattia che le impedisce di camminare, afferrare o parlare, l’attività neurale del cervello per tali azioni rimane. Per questo motivo, i ricercatori possono utilizzare questa attività per creare sistemi a vantaggio di questi individui.
Il team di Shenoy lavora da anni alla decodifica dell’attività neurale associata alla parola e ha sviluppato un modo per i partecipanti di impiantare sensori e usare i loro pensieri per spostare un cursore su uno schermo.
Tuttavia, non è stato fatto alcuno sforzo per fare lo stesso per la scrittura a mano.
“Vogliamo trovare nuovi modi per consentire alle persone di comunicare più velocemente”, afferma Frank Willett, neuroscienziato del gruppo.
Brain Computer Interface trasforma la scrittura mentale in testo sullo schermo
BCI e sensori impiantati
Il team ha collaborato con un partecipante di 65 anni che è stato arruolato in uno studio clinico BrainGate2. BrainGate2 sta testando la sicurezza BCI per i dispositivi che trasmettono i dati direttamente dal cervello a un computer.
Due minuscoli 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 i tentativi di muovere il proprio braccio paralizzato.
I sensori hanno raccolto segnali dai singoli neuroni quando il partecipante immaginava di scrivere e l’ algoritmo di apprendimento automatico ha riconosciuto i modelli cerebrali durante la produzione di ciascuna lettera. Questo sistema permetteva all’uomo di copiare frasi e rispondere alle domande quasi con la stessa rapidità con cui qualcuno della sua età digitava su uno smartphone.
Secondo Willett, il BCI opera velocemente perché ogni lettera suscita un modello di attività altamente distintivo che può essere facilmente distinto dall’algoritmo.
Il team ora rivolgerà la sua attenzione a un partecipante che non può parlare ei ricercatori ritengono che questo nuovo sistema possa portare grandi benefici alle persone che soffrono di paralisi causate da varie condizioni.
