Le persone con paralisi severe hanno sempre dovuto affrontare una scelta drastica: sottoporsi a interventi chirurgici rischiosi per impiantare neuroprotesi, o rinunciare alla possibilità di comunicare efficacemente. Oggi, grazie a una svolta scientifica di Meta, questa scelta potrebbe non essere più necessaria.
Un nuovo sistema chiamato Brain2Qwerty è in grado di leggere l’attività cerebrale dall’esterno e trasformarla in testo scritto, aprendo la strada a una nuova era nella comunicazione assistita.
Le neuroprotesi del presente e del futuro
Un team di ricercatori guidato da Jarod Levy e Mingfang Zhang ha sviluppato un metodo innovativo per decodificare le frasi direttamente dall’attività cerebrale. Il sistema, denominato Brain2Qwerty, utilizza tecniche di deep learning per interpretare i segnali cerebrali registrati tramite elettroencefalografia (EEG) o magnetoencefalografia (MEG) mentre i partecipanti digitano frasi precedentemente memorizzate su una tastiera QWERTY.
L’aspetto più sorprendente della MEG è la sua capacità di catturare l’attività neurale a una frequenza impressionante di 5.000 Hz, molto superiore agli 0,5 Hz della tradizionale risonanza magnetica funzionale (fMRI). Questa elevata risoluzione temporale permette una decodifica quasi in tempo reale anche delle percezioni visive.
I risultati sono davvero promettenti: utilizzando la MEG, il sistema raggiunge un tasso di errore medio per carattere del 32%, superando significativamente le prestazioni ottenute con l’EEG (67%). Nei casi migliori, il modello ha raggiunto un tasso di errore di appena il 19%.
La tecnologia dietro Brain2Qwerty
Il funzionamento di Brain2Qwerty si basa su un’architettura di deep learning addestrata a riconoscere i pattern dell’attività cerebrale associati alla digitazione. L’analisi degli errori suggerisce che la decodifica dipende non solo dai processi motori ma anche da fattori cognitivi di alto livello.
Mi colpisce particolarmente come questa ricerca riesca a combinare l’analisi degli errori tipografici con lo studio dei processi cerebrali superiori. Non stiamo parlando solo di interpretare semplici comandi motori, ma di comprendere il complesso intreccio tra pensiero e azione che caratterizza la comunicazione umana.
I ricercatori, tra cui Svetlana Pinet e Jérémy Rapin, hanno dimostrato che il sistema può funzionare anche con frasi mai viste durante l’addestramento, suggerendo una reale comprensione dei meccanismi cerebrali coinvolti nella produzione del linguaggio.
Applicazioni nel mondo reale
L’impatto potenziale di questa tecnologia si estende ben oltre il campo medico. Nel settore della neuroriabilitazione, i pazienti con disabilità comunicative potrebbero interagire con l’ambiente circostante utilizzando solo il pensiero. Nel campo del gaming e della realtà virtuale, i giocatori potrebbero controllare gli ambienti di gioco o navigare in realtà virtuali senza sforzo, semplicemente pensando.
I ricercatori Hubert Jacob Banville e Stéphane d’Ascoli sottolineano come questi risultati riducano significativamente il divario tra metodi invasivi e non invasivi, aprendo la strada allo sviluppo di interfacce cervello-computer sicure per pazienti non comunicanti.
La ricerca, condotta sotto la supervisione di Jean Remi King, è un passo importante verso la democratizzazione delle neuroprotesi, rendendo questa tecnologia potenzialmente accessibile a un numero molto maggiore di persone bisognose.
Progressi nella ricerca cognitiva
Un aspetto particolarmente interessante di questa tecnologia è il suo potenziale per la ricerca cognitiva. Gli scienziati potrebbero ottenere informazioni senza precedenti su come il cervello elabora le informazioni visive in tempo reale. Questa comprensione più profonda dei processi cognitivi potrebbe portare a progressi significativi nella nostra comprensione del funzionamento cerebrale.
I dati raccolti su 35 volontari sani mostrano che la tecnologia è affidabile e riproducibile. La MEG, in particolare, ha dimostrato prestazioni superiori rispetto all’EEG, suggerendo che potrebbe essere la modalità preferibile per future applicazioni cliniche.
Neuroprotesi, tradurre l’intangibile
I nostri pensieri possono diventare qualcosa di concreto come il testo scritto. La strada per l’implementazione clinica è ancora lunga, ma i risultati di questa ricerca aprono scenari prima impensabili. Il futuro delle neuroprotesi potrebbe essere molto più accessibile e meno invasivo di quanto si pensasse solo pochi anni fa: una vera pietra miliare sia per l’assistenza sanitaria che per le neuroscienze.
Con la continua evoluzione di questa tecnologia, possiamo aspettarci di vedere applicazioni sempre più sofisticate e intuitive che potrebbero trasformare radicalmente il modo in cui interagiamo con il mondo digitale attraverso i nostri pensieri.
