Perché costruire interfacce cervello-computer è così difficile

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Perché costruire interfacce cervello-computer è così difficile
Perché costruire interfacce cervello-computer è così difficile
Anonim

Da asporto chiave

  • Un nuovo studio mostra risultati promettenti nell'uso dei computer per tradurre i pensieri di un paziente paralizzato.
  • Gli esperti affermano che le interfacce cervello-computer sono un'area in evoluzione che deve affrontare molti ostacoli.
  • La società Neuralink di Elon Musk ha sviluppato robot chirurgici per impiantare BCI sotto i teschi di maiali e scimmie.
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Il futuro doveva essere tutto legato al collegamento di computer al nostro cervello.

Romanzi come "Neuromante" sembravano mancare solo anni alla creazione di un'interfaccia funzionale cervello-computer (BCI) che ci permettesse di entrare in una re altà virtuale condivisa. Ma l'ultima fase di uno studio che traduce i tentativi di conversazione di un paziente paralizzato e con problemi di linguaggio in parole su uno schermo mostra fino a che punto dobbiamo andare prima di stabilire una connessione neurale con i computer.

"Cercare di convincere il programma del computer a decifrare il movimento previsto basandosi esclusivamente sui segnali registrati dalla corteccia è come se tu o me cercassimo di mettere insieme il significato di una frase a cui mancano molte parole importanti, " Edelle Field- Fote, direttore della ricerca sulle lesioni del midollo spinale presso lo Shepherd Center, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail. "A volte indovineremo correttamente le parole mancanti in base al contesto, altre volte no."

Lettura di pensieri

L'ultima fase dello studio finanziato da Facebook dell'Università della California San Francisco (UCSF), chiamato Chang Labs, ha recentemente annunciato progressi nel tentativo di leggere i pensieri di un paziente paralizzato.

Lo studio, condotto dal neurochirurgo Dr. Edward Chang, ha coinvolto l'impianto di elettrodi in un uomo paralizzato che ha avuto un ictus cerebrale. Con un elettrodo impiantato nell'area del cervello associata al controllo del tratto vocale, l'uomo ha cercato di rispondere alle domande visualizzate su uno schermo. Gli algoritmi di apprendimento automatico dello studio sono stati in grado di riconoscere 50 parole e convertirle in frasi in tempo reale.

"Per quanto ne sappiamo, questa è la prima dimostrazione di successo della decodifica diretta di parole complete dall'attività cerebrale di qualcuno che è paralizzato e non può parlare", ha detto Chang in un comunicato stampa.

I ricercatori nutrono grandi speranze che tale ricerca alla fine possa tradursi in benefici pratici per i pazienti.

"La capacità di catturare segnali dal cervello significa che le informazioni possono essere elaborate dal computer e utilizzate per controllare i dispositivi", ha affermato Field-Fote. "Questi dispositivi possono essere utilizzati da individui che, a causa di lesioni o disturbi di salute, hanno perso il collegamento tra il cervello e i muscoli, siano essi i muscoli che controllano la parola, le braccia o le gambe."

Una Tesla per il tuo cervello?

La società Neuralink di Elon Musk ha fatto progressi nei BCI. I ricercatori hanno sviluppato sofisticati robot chirurgici automatizzati per impiantare uno o più BCI sotto il cranio di maiali e scimmie, fino ad oggi, senza alcun apparente impatto medico negativo.

Matt Lewis, un direttore della ricerca presso la società di sicurezza NCC Group, ha dichiarato a Lifewire in un'intervista via e-mail che ciò include l'estrazione riuscita di BCI per dimostrare che il processo può essere invertito in sicurezza. Le scimmie di Neuralink hanno anche imparato a giocare al videogioco Pong semplicemente attraverso il pensiero, con effetti e accuratezza significativi.

La capacità di catturare segnali dal cervello significa che le informazioni possono essere elaborate dal computer e utilizzate per controllare i dispositivi.

Oltre a supportare le persone con disabilità, c'è un crescente interesse nell'uso delle BCI per migliorare attività come pensare al testo piuttosto che digitare, che, nelle giuste condizioni, può essere molto più veloce della digitazione, ha detto Lewis.

"Ci sono anche una miriade di altre applicazioni interessanti come l'uso del pensiero nei videogiochi (piuttosto che dover usare un controller)," ha aggiunto. "E dove due utenti hanno BCI in prossimità, la capacità di essere in grado di simulare una forma di telepatia, per cui gli utenti comunicano tra loro semplicemente attraverso il pensiero e l'uso della codifica e decodifica BCI di quei pensieri."

Chang ha affermato che lo studio sarà ampliato per includere più partecipanti affetti da grave paralisi e deficit di comunicazione. Il team sta attualmente lavorando per aumentare il numero di parole nel vocabolario disponibile e migliorare la velocità del parlato.

Ma l'accelerazione di BCI va di pari passo con l'apprendimento automatico, ha detto Lewis.

"Il BCI deve addestrare e apprendere l'attività cerebrale, per utente, per capire quali parti del cervello e quali tipi di attività sono correlati a pensieri e azioni specifici", ha aggiunto. "Gli utenti dovranno addestrare un'applicazione prima che corrisponda alle loro aspettative."

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