I ricercatori hanno raggiunto un traguardo significativo nella tecnologia Brain-Computer Interface (BCI): i macachi rhesus sono riusciti a navigare con successo in ambienti virtuali complessi utilizzando solo i loro segnali neurali. A differenza dei metodi precedenti che richiedevano ai soggetti di imitare movimenti fisici specifici, questo nuovo approccio attinge ai centri di pianificazione di livello superiore del cervello, rivoluzionando potenzialmente il modo in cui le persone con paralisi interagiscono con il mondo.
La svolta: andare oltre il “muovere le orecchie”
La tecnologia BCI tradizionale spesso si basa su un processo di sostituzione fisica. Ad esempio, a un utente potrebbe essere chiesto di immaginare di muovere un dito specifico per spostare un cursore su uno schermo. Come osserva il ricercatore Peter Janssen della KU Leuven, molti utenti trovano questo processo poco intuitivo, paragonandolo alla frustrante sensazione di “provare a muovere le orecchie”. È un compito estraneo che richiede un immenso sforzo mentale e lunghi periodi di allenamento.
Lo studio condotto da Janssen cambia questo paradigma prendendo di mira diverse aree del cervello. Il team ha impiantato tre macachi rhesus con serie di elettrodi ad alta densità (96 elettrodi ciascuno) in tre regioni distinte:
– La corteccia motoria primaria: l’area responsabile dell’esecuzione del movimento fisico.
– La corteccia premotoria dorsale e ventrale: aree ritenute coinvolte nella pianificazione astratta del movimento.
Attingendo a questi centri di “pianificazione”, i ricercatori mirano a catturare l’intento di muoversi, piuttosto che semplicemente il comando meccanico di una contrazione muscolare.
Versatilità in un ambiente virtuale
Le implicazioni di questo controllo “basato sulle intenzioni” sono state dimostrate attraverso diversi compiti sempre più complessi. Utilizzando un modello AI per interpretare i segnali elettrici, le scimmie sono state in grado di:
1. Controlla una sfera che si muove attraverso un paesaggio 2D da una prospettiva fissa.
2. Manovra gli avatar animati da un punto di vista in terza persona, simile ai videogiochi moderni.
3. Naviga attraverso gli edifici virtuali, compreso il complesso compito di spostarti da una stanza all’altra e aprire le porte.
Andrew Jackson dell’Università di Newcastle ha evidenziato l’aspetto più impressionante di questi risultati: la flessibilità contestuale. Le scimmie potevano applicare gli stessi comandi neurali attraverso prospettive e ambienti diversi. Ciò suggerisce che la BCI abbia attinto a un linguaggio di movimento “universale” nel cervello, proprio come un essere umano può utilizzare un controller di gioco standard per giocare a molti tipi diversi di giochi senza reimparare a tenere il dispositivo.
Dai primati all’applicazione umana
Anche se i risultati sono rivoluzionari, il passaggio all’uso umano non è immediato. La sfida principale risiede nella precisione neuroanatomica. Sebbene comprendiamo bene la corteccia motoria, i confini esatti delle aree di pianificazione di livello superiore variano a seconda della specie e degli individui.
“C’è bisogno di un po’ di lavoro per sapere esattamente dove impiantare un essere umano perché molte di queste aree non sono molto conosciute negli esseri umani”, spiega Janssen.
Una volta mappate queste posizioni precise, i potenziali benefici per gli esseri umani affetti da paralisi sono profondi. Invece di lottare per padroneggiare interfacce goffe e che imitano il movimento, gli utenti potrebbero:
– Naviga tra mondi virtuali per svago o interazione sociale.
– Controlla le sedie a rotelle elettriche attraverso movimenti intuitivi e guidati dal pensiero.
– Interagisci con le interfacce digitali in modo più naturale, riducendo il carico cognitivo richiesto per utilizzare la tecnologia assistiva.
Conclusione
Prendendo di mira i centri di pianificazione astratta del cervello piuttosto che solo le zone di esecuzione motoria, i ricercatori si sono avvicinati alla creazione di BCI che sembrano estensioni naturali della mente. Questo passaggio dall’”imitare il movimento” all’”esprimere l’intento” potrebbe eventualmente fornire alle persone con disabilità motorie un modo molto più semplice e intuitivo per navigare sia nella realtà digitale che in quella fisica.
