Le interfacce uomo-computer si stanno sviluppando. Oggi gli scienziati si occupano della loro realizzazione per curare le condizioni mediche patologiche, ma nel futuro potrebbero essere usate per potenziare qualcunque persona. Stephen Hawking era un paziente locked-in: poteva pensare, ma non poteva parlare. Una nuova ricerca apre la strada alla connessione del cervello con il computer per risolvere queste situazioni.

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Stephen William Hawking (Photograph © Jason Bye)

La teoria del tutto di Stephen Hawking

Nel 2014 è uscito il film “La teoria del tutto”: esso mostra la vita del cosmologo Stephen Hawking. Il brillante cosmologo, famoso per le sue ricerche e per essersi prodigato nella divulgazione della fisica, è anche celebre per la sua condizione di salute. Egli, infatti, ha dedicato la sua vita a cercare una “teoria del tutto” in grado di unificare le varianti della teoria delle stringhe, ma non sarebbe mai stato in grado di parlarne senza l’interfaccia uomo-computer.
Il suo stato clinico si chiama locked-in. I pazienti come Stephen Hawking possono pensare a cosa vogliono dire, ma i loro muscoli sono paralizzati. Le cause sono varie: nel caso dello scienziato l’origine è l’atrofia muscolare progressiva.

Una primordiale interfaccia uomo-computer

Nel film si può vedere l’evoluzione della malattia di Hawking. Man mano che la sua paralisi peggiora vengono progettati nuovi sistemi per far sì che egli possa comunicare tramite gli unici gesti che egli riesce a compiere. Dapprima tramite il movimento del pollice, ma quando sparisce anche questo si passa al movimento degli occhi. Un apparecchio monitora il tracciato oculare su una tastiera virtuale per compitare una lettera alla volta, e dunque riprodurre le frasi tramite un sintetizzatore della voce.
Questo metodo, pur essendo efficiente, non è efficace. Non è naturale e il procedimento è molto lungo e laborioso.

La nuova interfaccia basata sul cervello

Marc Slutzky, l’autore di un nuovo studio pubblicato il 26 settembre 2018 su Journal of Neuroscience, afferma di aver sviluppato un nuovo modo per permettere ai pazienti locked-in di comunicare.
Il discorso infatti è composto da tante unità, chiamate “fonemi”, che vengono pronunciate con i movimenti della lingua, delle labbra, del palato e della laringe. I ricercatori hanno ipotizzato che questi moti vengano codificati dal cervello allo stesso modo dei movimenti del corpo. Tutto avviene nella corteccia precentrale. Un livello base codifica i gesti fisici, mentre un livello superiore rappresenta i fonemi. Nell’esperimento, gli scienziati hanno chiesto ai pazienti di leggere delle frasi. Al contempo, venivano registrati i segnali cerebrali per comporre delle correlazioni tra l’attivazione del cervello e i fonemi delle frasi da leggere.

Diventeremo cyborg

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Neil Harbisson, il primo cyborg

Il prossimo passo è, quindi, sviluppare degli algoritmi in grado di leggere i fonemi che vengono pensati. In realtà, non leggeranno i fonemi veri e propri, ma il segnale che il cervello cerca di mandare ai muscoli della bocca. Questo segnale, infatti, è ancora presente nei pazienti locked-in, ma i muscoli non funzionano. L’interfaccia uomo-computer rileverà il tentativo di parlare e lo tradurrà in automatico.
Non è la prima volta che si mette in comunicazione il cervello con una macchina. In questo articolo (link) si parla di Neil Harbisson, considerato il primo cyborg. Egli soffre di acromatopsia, una malattia che gli impedisce di vedere i colori. La sua interfaccia uomo-computer è un’antenna che gli permette di distinguere i colori, mutando le onde luminose in segnali elettrici per il cervello.

Mattia Grava

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Mattia Grava
Mattia Grava studia Psicologia all’Università di Padova ed è allievo della Scuola Galileiana di Studi Superiori, dove indaga come sfruttare l’intelligenza artificiale per simulare i processi cognitivi umani. Divulga il futuro esponenziale che ci attende scrivendo articoli per blog online e racconti per antologie. Nel frattempo attende che gli algoritmi si impossessino della ricetta dello spritz perfetto.

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