Un algoritmo di intelligenza artificiale di nuova concezione può prevedere direttamente la posizione e il movimento degli occhi durante una risonanza magnetica (MRI). La tecnologia potrebbe fornire una nuova diagnostica per i disturbi neurologici che si manifestano in cambiamenti dei movimenti oculari.
Una persona media batte le palpebre 11 volte al minuto e ogni battito contiene oltre 100 movimenti degli occhi. È una mole mostruosa di informazioni. La misurazione precisa di questi movimenti oculari durante una risonanza magnetica può dire agli scienziati molto sui nostri pensieri e ricordi, ma anche sulle malattie del cervello.
I ricercatori del Max Planck Institute di Lipsia (Germania) e del Kavli Institute for Systems Neuroscience di Trondheim (Norvegia) hanno ora sviluppato un software che utilizza l’intelligenza artificiale per prevedere direttamente la posizione degli occhi e i movimenti oculari dalle immagini MRI.
A cosa serve un software del genere?
Il metodo apre possibilità diagnostiche e di ricerca rapide ed economiche. Ad esempio nelle malattie neurologiche, che spesso si manifestano anche come cambiamenti nella dinamica degli occhi.
Per registrare i movimenti oculari, gli istituti di ricerca utilizzano in genere un cosiddetto eye tracker, una tecnologia di sensori in cui la luce infrarossa viene proiettata sulla retina, riflessa e infine misurata.
“Poiché una risonanza magnetica ha un campo magnetico molto forte, non è possibile utilizzare telecamere standard. Servono attrezzature speciali compatibili con la risonanza magnetica, e spesso non sono disponibili a causa dei costi elevati”, dice l’autore dello studio Matthias Nau.
Ora le cose potrebbero diventare più semplici con DeepMReye, il software gratuito e facile da usare sviluppato proprio dal team tedesco e norvegese e presentato sulla rivista Nature Neuroscience.
DeepMReye, ovvero: prevedere i movimenti oculari
Con DeepMReye, ora è possibile monitorare il comportamento visivo dei pazienti anche senza costose apparecchiature. È una avanzata rete neurale a rilevare modelli di movimenti oculari, arrivando addirittura a prevedere dove una persona guarderà.
Il team ha addestrato la rete neurale con i propri dati disponibili pubblicamente dai partecipanti allo studio. Questo ha permesso all’AI di studiare il comportamento dello sguardo dei partecipanti e dei pazienti anche nei dati MRI già esistenti, originariamente acquisiti senza tracciamento oculare. Un risultato straordinario: gli scienziati ora potrebbero utilizzare studi e set di dati che prima non avrebbero fornito alcuna informazione.
C’è di più: il software può anche prevedere quando gli occhi sono aperti o chiusi e tiene traccia dei movimenti oculari anche quando gli occhi rimangono chiusi. Ciò può consentire di eseguire il monitoraggio degli occhi anche quando i partecipanti allo studio dormono.
Cosa legge un’AI che legge i movimenti oculari?
Fin qui le caratteristiche di DeepMReye sorprendono. Io sono anche un tipo che si inquieta, però. Non so, questa cosa che c’è un lettore in grado di conoscere i percorsi dei miei occhi anche mentre dormo mi provoca un po’ di angoscia. A cosa potrà servire esattamente questa intelligenza artificiale? Ipotizzo forti sviluppi in tutte quelle tecnologie che coinvolgono il tracciamento oculare: dalla sorveglianza alle applicazioni di realtà virtuale ed aumentata, ma immagino che il primo ambito d’uso sia clinico.
I ricercatori confermano questa mia impressione: “posso immaginare che il software verrà utilizzato anche in ambito clinico. Ad esempio nel laboratorio del sonno per studiare i movimenti oculari nelle diverse fasi del sonno”, dice Matthias Nau.
Un’applicazione importante che alla fine potrebbe portare il monitoraggio dei movimenti oculari direttamente tra le pratiche diagnostiche meno invasive e più efficaci per trarre una grande mole di informazioni.
Il software DeepMReye è un’applicazione open source e può essere scaricato qui: https://github.com/DeepMReye/DeepMReye/
