Un uomo paralizzato dal collo in giù a causa di una lesione del midollo spinale che ha subito nel 2007 ha dimostrato di poter comunicare i suoi pensieri, grazie a un sistema di impianto cerebrale che traduce la sua calligrafia immaginaria in testo reale. Il dispositivo – parte di una collaborazione di ricerca di lunga data chiamata BrainGate – è un'interfaccia cervello-computer (BCI), che utilizza l'intelligenza artificiale per interpretare i segnali di attività neurale generati durante la scrittura a mano.
In questo caso, l'uomo – chiamato T5 nello studio, e che aveva 65 anni al momento della ricerca – non stava scrivendo alcuna scrittura effettiva, poiché la sua mano, insieme a tutti i suoi arti, era rimasta paralizzata per diversi anni. Ma durante l'esperimento, riportato su Nature all'inizio dell'anno, l'uomo si è concentrato come se stesse scrivendo – in effetti, pensando di fare le lettere con una penna e un foglio immaginari. Mentre lo faceva, gli elettrodi impiantati nella sua corteccia motoria registravano segnali della sua attività cerebrale, che venivano poi interpretati da algoritmi in esecuzione su un computer esterno, decodificando le traiettorie immaginarie della penna di T5, che tracciavano mentalmente le 26 lettere dell'alfabeto e alcuni segni di punteggiatura di base.
"Questo nuovo sistema utilizza sia la ricca attività neurale registrata dagli elettrodi intracorticali sia la potenza dei modelli linguistici che, se applicati alle lettere decodificate neuralmente, possono creare testo rapido e accurato", ha spiegato il primo autore dello studio Frank Willett, ricercatore di protesi neurali della Stanford University.
Sistemi simili sviluppati come parte del BrainGate hanno trascritto l'attività neurale in testo per diversi anni, ma molte interfacce precedenti si sono concentrate su diverse metafore cerebrali per indicare quali caratteri scrivere - come la digitazione point-and-click con un cursore del computer controllato dalla mente. Non era noto, tuttavia, quanto bene le rappresentazioni neurali della scrittura a mano – un'abilità motoria più rapida e abile – potessero essere mantenute nel cervello, né quanto bene potessero essere sfruttate per comunicare con un'interfaccia cervello-computer, o BCI.
Qui, T5 ha mostrato quanta promessa un sistema di scrittura virtuale potrebbe offrire a persone che hanno perso praticamente tutti i movimenti fisici indipendenti.
Nei test, l'uomo è stato in grado di raggiungere velocità di scrittura di 90 caratteri al minuto (circa 18 parole al minuto), con una precisione di circa il 94% (e fino al 99% di precisione con la correzione automatica abilitata). Non solo questo tasso è significativamente più veloce rispetto ai precedenti esperimenti BCI (usando cose come le tastiere virtuali), ma è quasi alla pari con la velocità di digitazione degli utenti di smartphone nella fascia di età dell'uomo - che è di circa 115 caratteri o 23 parole al minuto, dicono i ricercatori.
Nonostante il potenziale di questa tecnologia unica nel suo genere, i ricercatori sottolineano che il sistema attuale è solo una prova di concetto finora, avendo dimostrato di funzionare solo con un partecipante, quindi non è ancora un prodotto completo e clinicamente praticabile.