Neuralink ha fatto scalpore sul lato tecnologico degli impianti neurali, ma non ha ancora mostrato un loro utilizzo pratico (a meno che non siate amanti di Pong).
Questa settimana, la comunità accademica ha fornito un esempio piuttosto impressionante della promessa degli impianti neurali.
Con l’aiuto di un impianto neurale, un individuo paralizzato è riuscito a digitare circa 90 caratteri al minuto semplicemente immaginando di scrivere quei caratteri a mano.
È un pazzesco salto in avanti.
Un impianto neurale dal feedback immediato
I precedenti tentativi di fornire capacità di digitazione a persone paralizzate tramite impianti comportavano tastiere virtuali e cursori da spostare con la mente.
Un processo efficace ma lento, che richiede al soggetto di seguire l’andamento del cursore e determinare quando eseguire l’equivalente della pressione di un tasto. Senza contare il tempo necessario ad imparare come controllare il sistema.
Ma ci sono altri percorsi possibili per tirarci fuori le parole dalla testa. Da qualche parte nel nostro processo di pensiero di scrittura, formiamo l’intenzione di usare un carattere specifico, e un impianto neurale che tracci questa intenzione può potenzialmente funzionare. Un processo ancora non molto chiaro.
Però, però…
A valle di tale intenzione, una decisione viene trasmessa alla corteccia motoria, dove viene tradotta in azioni.
Di nuovo, c’è una fase dell’intento, in cui la corteccia motoria determina che formerà la lettera (digitando o scrivendo, ad esempio), e che si traduce nei movimenti muscolari specifici richiesti per eseguire l’azione.
Questi processi sono invece molto meglio compresi, e su questi il team di ricerca ha mirato per il suo nuovo lavoro.
La ricerca sull’impianto neurale (eccola)
Nello specifico, i ricercatori hanno posizionato due impianti nella corteccia premotoria di una persona paralizzata. Si pensa che quest’area sia coinvolta nella formazione delle intenzioni per eseguire i movimenti.
Con gli impianti nel posto giusto, i ricercatori hanno chiesto al partecipante di immaginare di scrivere lettere su una pagina e hanno registrato l’attività neurale mentre lo faceva.
Cosa è venuto fuori
Complessivamente, dei circa 200 elettrodi nella corteccia premotoria del partecipante non tutti erano utili alla scrittura di lettere. Ma per quelli che lo erano, gli autori hanno eseguito un’analisi delle componenti principali. Convertendo queste registrazioni in una trama bidimensionale, il team ha notato che caratteri fisicamente simili, ad esempio pe b o h, n e r, formavano gruppi di registrazioni neurali omogenei.
Nel complesso, i ricercatori hanno scoperto di poter decifrare il carattere appropriato con una precisione di poco superiore al 94%, ma il sistema richiedeva un’analisi relativamente lenta dopo la registrazione dei dati neurali.
Per far funzionare le cose in tempo reale, i ricercatori hanno addestrato una rete neurale per stimare la probabilità di un segnale corrispondente a ciascuna lettera.
I risultati dell’impianto neurale per scrivere con il pensiero
Nonostante abbia lavorato con una quantità di dati relativamente piccola (solo 242 frasi), il sistema ha funzionato molto bene.
Il ritardo tra il pensiero e la comparsa di un carattere sullo schermo era di circa mezzo secondo e il partecipante era in grado di produrre circa 90 caratteri al minuto, surclassando il record precedente (25 caratteri al minuto). Il tasso di errore grezzo dell’impianto neurale è stato solo del 5% circa. Con l’aggiunta di un correttore automatico si è ridotto all’1%.
I test sono stati eseguiti tutti con frasi preimpostate. In una fase più avanzata, i ricercatori hanno chiesto al partecipante di digitare le risposte in formato libero. Qui, la velocità è diminuita un po’ (a 75 caratteri al minuto) e gli errori sono aumentati fino al 2% dopo la correzione automatica, ma il sistema funzionava ancora a meraviglia.
Impianto neurale, siamo all’anno zero
Come hanno affermato gli stessi ricercatori, questo “non è ancora un sistema completo e clinicamente valido”. Per cominciare, è stato utilizzato solo su un singolo individuo: non abbiamo ancora idea di quanto bene possa funzionare per gli altri. In più, l’alfabeto utilizzato non conteneva cifre e punteggiatura.
Detto questo, il sistema ha mostrato un aumento di velocità enorme rispetto ai precedenti sistemi guidati da impianto neurale, con una ottima precisione.
