Ho parlato diverse volte di nuove tecnologie, come le interfacce cervello-computer (BMI) e la stimolazione magnetica transcranica (TMS).
Tra i tanti campi di ricerca, il più promettente è quello della neuromodulazione e del neurotraining, l’apprendimento rapido. E a giudicare dai risultati, in futuro il neurotraining potrebbe davvero avere un ruolo importante.
Piloti, spie, campioni in un lampo
Prendiamo ad esempio i volontari che attraverso il neurotraining hanno imparato a pilotare jet da combattimento USAF dopo che queste tecnologie hanno letteralmente caricato nelle loro menti le conoscenze necessarie (tipo Neo che impara arti marziali in Matrix). O la squadra di sci olimpica del Team USA che è riuscita a migliorare le proprie prestazioni di un incredibile 80% utilizzando l’allenamento con stimolazione magnetica transcranica.
Sono solo due esempi tra i tanti possibili.
Un progetto tanto promettente da aver poi ricevuto una sovvenzione da ben 50 milioni di dollari dalla DARPA. L’obiettivo? Ridurre il tempo necessario ad addestrare spie e soldati. Di quanto? da anni a mesi, forse settimane.
Quindi, è naturale che ora l’Aeronautica militare americana (USAF) voglia utilizzare il neurotraining per ridurre i tempi di addestramento di almeno il 50%.
iNeuraLS
Lo scorso agosto ha preso il via il progetto Individualized Neural Learning System (iNeuraLS) per accelerare l’addestramento dei piloti con la stimolazione cerebrale. Il processo viene chiamato anche “Neurotraining” o “Neuromodulazione”.
L’Aeronautica americana sconta da anni una carenza di piloti e spera che la tecnologia possa permetterle di riempire rapidamente i suoi ranghi e aggiungere sempre nuove abilità ai piloti.
Il ritmo delle innovazioni nel campo dell’aviazione militare continua ad accelerare. Oggi ci sono aerei dotati di intelligenza artificiale come lo Skyborg, e nuovi jet autonomi che possono battere i velivoli pilotati dagli umani. Le forze aeree in grado di apprendere prontamente nuove abilità e tecnologie avranno un indubbio vantaggio sui loro avversari.
“Vogliamo rendere la nostra forza lavoro adattabile al cambiamento”, dice Nathaniel Bridges, ingegnere biomedico di ricerca e capo del team di interfaccia neurale. “L’obiettivo è sviluppare una tecnologia che permetta loro di applicare nuove conoscenze più rapidamente possibile”.
Il neurotraining: “scaricare” conoscenza nella mente
La neuromodulazione viene utilizzata per un’ampia varietà di applicazioni mediche, tra cui il trattamento del dolore cronico, del morbo di Parkinson e delle lesioni cerebrali traumatiche. Gli impianti cocleari, che utilizzano elettrodi per trasmettere segnali al nervo cocleare di una persona sorda, sono forse l’esempio più noto della tecnologia.
Gli impianti cocleari si basano sull’impianto chirurgico di elettrodi sotto la pelle dietro l’orecchio di una persona e sono considerati invasivi. Neuralink di Elon Musk, un dispositivo con cui il poliedrico miliardario vuole aiutare (anche) le persone con disturbi neurodegenerativi a rimettersi in carreggiata, oltre a connettere tutti noi ad una intelligenza artificiale in cloud, è un altro esempio di neuromodulazione invasiva.
Neuromodulazione non invasiva
La Air Force USA non crede sia necessario perforare il cranio di un pilota. L’auricolare dell’elettrodo del laboratorio stimolerà invece un ramo del nervo vago che si estende fino all’orecchio umano.
“Il dispositivo fornisce una piccola quantità di corrente nel cervello attraverso il cuoio capelluto, attraverso il cranio, per stimolare una particolare area”, dice Gaurav Sharma, responsabile tecnico senior per le neuroscienze cognitive presso la Air Force.
Mentre l’auricolare invia alcuni milliampere di corrente elettrica nel cervello del soggetto, l’addestramento prosegue in realtà virtuale mostrando al volontario i controlli e le dinamiche di volo. Successivamente, al soggetto viene chiesto di dimostrare ciò che ha appreso.
È prevista una serie di esperimenti nei prossimi tre anni utilizzando gruppi di 20-30 volontari presso la base di Wright-Patterson in Ohio.
L’intento è quello di accelerare l’apprendimento in individui che hanno poca o nessuna esperienza di volo, ma anche di formare più rapidamente personale con altre mansioni.
Il ruolo della realtà virtuale
L’Air Force vuole determinare i mezzi più efficaci per stimolare l’apprendimento, tramite la neuromodulazione, con tecnologie immersive come la realtà virtuale o una combinazione tra le due.
L’uso di strumenti di formazione realistici, come una cuffia per la realtà virtuale, abbinata alla neuromodulazione, porterà a passi da gigante nello sviluppo delle competenze.
L’esperimento iNeuraLS culminerà nel 2023 con una dimostrazione in cui i partecipanti si addestreranno per eseguire diverse manovre di volo con un simulatore di volo abilitato alla realtà virtuale. L’obiettivo finale è mostrare una riduzione del tempo necessario ai partecipanti per apprendere le abilità rispetto a un gruppo di controllo.
Limiti attuali dell’impiego di questa tecnologia
“Alla fine,” spiegano i ricercatori, “saremo in grado di tradurre questa tecnologia in qualcosa che può essere utilizzato in un ambiente operativo, come in un aereo. Tuttavia, ci sono diverse cose che dobbiamo considerare: ad esempio, la resistenza di questi materiali alle sollecitazioni di un aereo”.
Gli attuali sistemi per mappare i campi magnetici del cervello, chiamati sistemi di magnetoencefalografia, sono grandi dispositivi che si calano sulla testa del paziente e limitano i movimenti. L’apparecchiatura deve anche essere raffreddata e conservata in stanze speciali che impediscano al campo magnetico terrestre di interferire con le misurazioni dei campi magnetici del cervello.
Per questo il team di ricerca della Air Force ora è al lavoro per miniaturizzare la tecnologia.
“Stanno inventando nuovi materiali che ci consentiranno di ottenere il segnale immediato con una buona risoluzione spaziale e temporale, ma sempre in un formato indossabile e portatile, che potrebbe non richiedere quel tipo di stanza schermata per registrare quell’attività”, afferma Sharma.
In definitiva, gli scienziati dell’Air Force sperano che il progetto iNeuraLS sia un trampolino di lancio verso una fusione mentale tra uomo e macchina.
Potrebbe essere la rampa di lancio per trasformare i piloti in computer organici, parti di un sistema di calcolo misto uomo-macchina.
