La tecnologia relativa alle interfacce cervello-computer é in forte espansione ed evoluzione.
Questa ha infatti trovato applicazione nel campo della neuroriabilitazione di individui colpiti da ictus, non capaci di muoversi a causa di lesioni al midollo o, nei casi più gravi, con patologie come la sclerosi laterale amiotrofica.
Ciò perché la Brain-Computer Interface (BCI) permette di convertire l’attività del cervello in segnali in grado di migliorare, ripristinare o sostituire funzioni corporee normalmente gestite dal cervello, come i movimenti muscolari. Inoltre, può essere impiegata anche per ripristinare percezioni perdute attraverso la stimolazione diretta del cervello.
Gli esiti dell’applicazione delle interfacce hanno riportato risultati degni di nota.
Il mese scorso, una donna paralizzata é riuscita a comunicare grazie a questo sistema che è riuscito a riprodurre la sua voce: ci sono stati soltanto 80 millisecondi di ritardo tra il momento in cui è stata riprodotta la frase e quello in cui la donna l’ha immaginata.
I ricercatori della University of Pittsburgh School of Medicine hanno raggiunto un nuovo livello, sviluppando una BCI capace di restituire il senso del tatto a persone affette da tetraplegia, ovvero una paralisi che interessa tutti gli arti e il dorso.
Oggi, i ricercatori sono sempre più vicini nel creare una percezione del tatto realmente intuitiva.
L’Università di Chicago e di Pittsburgh hanno condotto uno studio in proposito – pubblicato il primo maggio su Nature Communication – che ha visto coinvolti tre soggetti aventi una lesione midollare che ha compromesso la sensibilità alle mani.
L’approccio adottato prevedeva l’esplorazione di oggetti digitali attraverso un senso del tatto ricreato artificialmente.
Tale processo è stato paragonato al gioco “caldo e freddo” in una stanza totalmente buia dalle infinite sensazioni tattili.
Ai partecipanti, del tutto privi di sensibilità alle mani, è stato domandato di intercettare una combinazione di parametri di stimolazione che replicasse la sensazione che si ha nell’accarezzare un gatto, toccare una chiave, un asciugamano o una mela, mentre esploravano un oggetto presentato in forma digitale.
Risultato? i partecipanti hanno descritto le sensazioni provate in maniera dettagliata e coerente.
Ma non é finita qui. Gli utenti sono anche riusciti a sperimentare le sensazioni in maniera soggettiva, dando ognuno un proprio parere a riguardo: per uno di loro, il gatto era “caldo e vibrante (per via delle fusa)” mentre per un altro era “liscio e setoso”.
Nell’attimo in cui le immagini degli oggetti venivano rimosse e i pazienti dovevano affidarsi alla sola stimolazione tattile, questi sono riusciti ad identificarne in maniera corretta uno su cinque nel 35% dei casi.
L’autore dello studio, il dottor Robert Gaunt – professore associato di medicina fisica e riabilitativa presso l’Università di Pittsburgh – ha commentato: “Abbiamo impostato questo studio con l’ambizione di arrivare sulla luna, e siamo almeno entrati in orbita. Ai partecipanti è stato chiesto di svolgere un compito davvero difficile: distinguere tra oggetti diversi solo attraverso la sensazione tattile. E, nonostante la difficoltà, ci sono riusciti. Anche gli errori che hanno commesso erano prevedibili: era più facile confondere un gatto con un asciugamano – entrambi morbidi – che con una chiave”, ha concluso.
Questo esperimento ha rappresentato un grande punto di svolta.
Infatti, negli studi realizzati precedentemente dai ricercatori dell’Università di Pittsburgh, il tocco artificiale spesso si traduceva in una sensazione di formicolio.
Adesso invece gli scienziati hanno dato agli utenti di BCI la possibilità di controllare i dettagli della stimolazione elettrica che crea le sensazioni tattili, anziché decidere in maniera autonoma. Ciò ha concesso agli utenti di realizzare il senso del tatto che percepivano come intuitivo.
“Il tatto è una componente fondamentale della comunicazione sociale non verbale; è una sensazione personale, ricca di significato. Permettere ai pazienti della Bci di progettare le proprie sensazioni li aiuta a rendere l’interazione con gli oggetti più realistica e significativa, avvicinandoci sempre di più alla creazione di una neuroprotesi intuitiva e gradevole da usare”, ha spiegato la prima autrice dello studio, la dottoressa Ceci Verbaarschot – professoressa associata di neurochirurgia e ingegneria biomedica presso la University of Texas-Southwestern ed ex borsista presso i Rehab Neural Engineering Labs dell’Università di Pittsburgh.
Negli ultimi anni, gli scienziati di Pitt sono riusciti a far sperimentare a un uomo paralizzato – tramite un braccio robotico controllato mentalmente – la sensazione del tatto. Questa però veniva percepita in maniera uniforme cioè indistinta da oggetto a oggetto, nonostante la differente temperatura o consistenza. Ciò significa che una stretta di mano suscitava la medesima sensazione di sollevare una roccia solida.
Tramite il nuovo studio si è invece riusciti a progettare esperienze tattili distinte per ogni oggetto che veniva visualizzato sullo schermo di un computer e a indovinarlo solo attraverso la sensazione.