Neuroscienze: miglioramento degli impianti cerebrali che abilitano al discorso.
Sono stati pubblicati due articoli su Nature che presentano interfacce cervello-computer – BCIs in grado di decodificare l’attività cerebrale trasformandola in discorso in modo più rapido, accurato e con un vocabolario esteso rispetto alle tecnologie esistenti. Questi risultati evidenziano progressi nel sviluppo di tecnologie volte a restituire la capacità di comunicare alle persone affette da paralisi grave.
Chi soffre di disturbi neurologici, come ictus del tronco cerebrale o sclerosi laterale amiotrofica, spesso perde la capacità di parlare a causa della paralisi dei muscoli. Ricerche precedenti hanno dimostrato che è possibile decodificare il discorso dall’attività cerebrale di una persona paralizzata, ma solo sotto forma di testo e con velocità, precisione e vocabolario limitati.
Francis Willett e collaboratori hanno creato una BCI che raccoglie l’attività neurale di singole cellule mediante un array di sottili elettrodi inseriti nel cervello. Hanno poi addestrato una rete neurale artificiale per decodificare le vocalizzazioni intenzionali. Con questo dispositivo, un paziente affetto da sclerosi laterale amiotrofica ha potuto comunicare a una velocità media di 62 parole al minuto, ben 3,4 volte più velocemente rispetto al precedente record ottenuto con un dispositivo simile. La BCI ha mostrato un tasso di errore del 9,1% su un vocabolario di 50 parole.
In uno studio separato, Edward Chang e il suo team hanno sviluppato una BCI basata su un metodo diverso, utilizzando elettrodi non penetranti posti sulla superficie del cervello. Questa BCI decodifica i segnali cerebrali producendo tre output contemporaneamente: testo, discorso udibile e un avatar parlante. L’interfaccia ha permesso una traduzione cervello-testo con una velocità mediana di 78 parole al minuto e un tasso di errore del 4,9% quando decodifica frasi da un set di 50 espressioni. Hanno anche tradotto direttamente i segnali cerebrali in suoni di discorso sintetizzato comprensibili, con un tasso di errore del 28% su un set di 529 frasi.
Nick Ramsey e Nathan Crone, in un commento allegato, affermano che queste due BCIs “rappresentano un grande progresso nella ricerca neuroscientifica e neuroingegneristica” e mostrano un enorme potenziale per alleviare le sofferenze di chi ha perso la voce a causa di lesioni neurologiche paralizzanti. Sottolineano, tuttavia, che sono necessari ulteriori studi per permetterne un uso più diffuso.
Articolo Nature: A high-performance neuroprosthesis. Una neuroprotesi ad alte prestazioni. DOI 10.1038/s41586-023-06377-x .
