Sul finire di agosto Ricercatori dell'Università di Washington hanno realizzato la prima interfaccia in grado di permettere al cervello di una persona di comandare - seppur con determinati limiti - il corpo di un altro individuo. La notizia, che trovate a questo indirizzo, ha suscitato molta attenzione, tanto che abbiamo deciso di approfondire il tema. Per questo motivo abbiamo intervistato Andrea Stocco, ricercatore italiano coinvolto nel progetto, che ci ha spiegato qualcosa di più su quanto ha realizzato insieme ai propri colleghi nelle prossime tre pagine. Buona lettura!
Tom's Hardware: i nostri lettori sanno che siete riusciti a controllare il dito di una persona a distanza, trasferendo il "pensiero" dell'azione contenuto nel cervello di un individuo a un'altra persona. Il tutto è avvenuto inviando segnali elettrici tramite una rete. Può essere più preciso sul tipo di apparecchiature usate (caschetti speciali, etc.)? Di quali tipi di software vi siete dotati? Come funziona il tutto?
Andrea Stocco: cominciamo dalle apparecchiature. Abbiamo usato un sistema EEG a 64 canali della gTec per la "lettura" dell'attività neurale, e una macchina per la stimolazione magnetica transcranica (TMS) Rapid^2 della MagStim (due apparecchiature prodotte in Europa, tra l'altro: gTec is austriaca e MagStim è inglese).
Si tratta di apparecchi commercialmente disponibili, che si possono trovare spesso negli ospedali o in altre strutture sanitarie. Insomma, non proprio roba che si trova sugli scaffali della ferramenta, ma niente di insolito o esoterico. L'unica modifica cha abbiamo dovuto fare all'hardware è stata quella di disinnescare il sistema di controllo della macchina TMS per poterla controllare con un computer. Abbiamo dovuto smontare il pannello posteriore e connetterci con una porta seriale che abbiamo modificato apposta per l'occasione (non credo che se ne trovino più, in giro, di cavi seriali).
Durante l'esperimento, Rajesh (un altro ricercatore, ndr) era collegato alla macchina per l'EEG, e io alla macchina TMS. Il computer collegato all'EEG analizzava i tracciati dell'attività cerebrale di Rajesh in tempo reale. Il software coglie cambiamenti dell'attività cerebrale che corrispondono all'intenzione di muovere la mano destra: quando una persona intende muovere la mano, la frequenza delle oscillazioni neurali della corteccia motoria cambia in maniera sufficientemente evidente da poter essere riconosciuta da un computer.
Prima dell'esperimento, il software è stato calibrato su Rajesh con una procedura di cosiddetto "biofeedback": Rajesh immaginava di spostare una pallina virtuale (visualizzata sullo schermo) con la mano, e il software imparava a riconoscere le intenzioni di Rajesh e letteralmente muovere la pallina sullo schermo. Allo stesso tempo, anche Rajesh imparava a "pensare" più chiaramente possibile. La procedure è durata circa 1/2 ore.
Quando il software EEG riconosceva l'intenzione di Rajesh di muovere la mano destra, mandava un segnale, attraverso Internet, al server che controllava la macchina TMS. A quel punto, la macchina TMS emetteva un campo magnetico tale da indurre un corrente elettrica nell'area del cervello posta sotto la bobina dello stimolatore. La bobina era stata sistemata sul partecipante (= me!) prima dell'esperimento, assicurandoci che si trovasse proprio sulla zona del cervello che corrisponde alla corteccia motoria che controlla la mano destra. L'intensità della stimolazione era controllata dal software, e aumentava o diminuiva in base alla mia risposta motoria (se premevo o meno il tasto), così da adattarsi alla soglia di stimolazione della mia corteccia motoria (che cambia un po' di momento in momento). Il risultato? Quando Rajesh pensava di muovere la mano destra, in realtà controllava la MIA mano destra, attraverso un ponte che connetteva il suo EEG con la mia TMS.
Per essere sicuri che funzionasse, abbiamo "giocato" un videogioco in tempo reale. Il videogioco consisteva nello sparare a dei missili lanciati da una "nave pirata", ma allo stesso tempo lasciar passare le "scialuppe" che portavano rifornimenti. Per distruggere i missili, bisognava premere la barra spaziatrice quando il missile era nel mirino, per circa 1 o 2 secondi. Rajesh pensava a farlo, ma a sparare ero io. Rajesh era senza tastiera, e io ero isolato acusticamente e visivamente: indossavo cuffie a cancellazione di rumore, e davo le spalle allo schermo con il videogioco. Anche così, siamo riusciti a completare la missione.
Tutto il software è stato scritto da noi, cioè io, Rajesh e gli studenti (Dev, Bryan, e Matthew). Il software è composto di diversi moduli, ed è scritto in diversi linguaggi. A memoria, ricordo che il software per il controllo dell'EEG e stato scritto in C#, il software di interfaccia tra l'EEG e la rete in Java; il software per l'esperimento (il "videogioco") in Python, e il software di controllo e interfacciamento con la macchina TMS in Matlab. Entrambi i computer che abbiamo usato avevano Windows.