Trasformare i pensieri in testo grazie a un microchip
Ricercatori del Politecnico di Losanna hanno sviluppato un’interfaccia neurale avanzata, miniaturizzata e di nuova generazione.
Un minuscolo microchip, della superficie di 2,46 millimetri quadrati, che funge da interfaccia neurale miniaturizzata, o una MiMBI. L’impresa realizzata dal gruppo di ricerca del Politecnico di Losanna (EPFL) sta soprattutto nelle sue dimensioni. Normalmente, sottolinea il comunicato stampa, “questi sistemi sono ingombranti, affamati di energia e limitati nelle loro applicazioni pratiche. Questa MiMBI, descritta in uno studio dell’Institute of electrical and electronics engineers, rappresenta quindi un importante sviluppo per le interfacce neurali.
Alta precisione e basso consumo energetico
Questo rettangolo di silicio “ha tradotto l’attività neuronale intracorticale umana in 31 caratteri con una precisione del 91,3%, migliorando notevolmente la complessità del compito rispetto alle precedenti interfacce neurali su chip”, sottolinea il sommario dell’articolo scientifico.
“La MiBMI ci permette di convertire un’attività neurale complessa in un testo leggibile con un’elevata precisione e un basso consumo energetico. Questo passo avanti ci avvicina a soluzioni pratiche e impiantabili che potrebbero migliorare notevolmente le capacità di comunicazione delle persone che soffrono di gravi deficit motori”, spiega Mahsa Shoaran, che dirige il Laboratorio di neurotecnologie integrate (INL) dell’EPFL. Si tratta di persone affette da malattie come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), la sindrome locked-in o con lesioni del midollo spinale con gravi deficit motori.
Riconoscere la scrittura immaginaria
Per consentire all’interfaccia di decodificare i pensieri, vengono impiantati degli elettrodi nel cervello della persona che immagina di scrivere lettere o parole.
Vengono quindi generati segnali neuronali: gli elettrodi registrano l’attività neuronale associata alle azioni motorie della scrittura e la inviano a un computer separato responsabile della decodifica. La MiBMI elabora questi segnali in tempo reale e traduce i movimenti della mano previsti dal cervello nel corrispondente testo leggibile in digitale.
Per l’EPFL, questa scoperta neurotecnologica “è un’impresa di estrema miniaturizzazione che combina competenze in circuiti integrati, ingegneria neurale e intelligenza artificiale”.
I ricercatori hanno dovuto elaborare un approccio molto diverso all’analisi dei dati per elaborare l’enorme quantità di informazioni catturate dagli elettrodi dell’interfaccia neurale miniaturizzata.
Gli scienziati hanno scoperto che l’attività cerebrale per ogni lettera, quando la persona immagina di scriverla a mano, contiene marcatori molto specifici, definiti codici neurali distintivi (DNC). Il microchip elabora solo questi DNC, che rappresentano circa un centinaio di byte, e non le migliaia di byte di dati generati per ogni lettera.
Di conseguenza, il sistema è veloce, preciso e consuma poca energia. Secondo il team di ricerca, questa scoperta “accelera anche i tempi di apprendimento, rendendo l’uso delle interfacce neurali più facile e accessibile”.
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