Un recente studio, pubblicato sulla rivista Cell e condotto dagli scienziati dell’Università della California a San Francisco, si è concentrato sullo sviluppo di un’interfaccia cervello-computer (BCI) in grado di consentire a un utente di controllare un braccio robotico. Il team di ricerca, guidato da Karunesh Ganguly e Nikhilesh Natraj, ha dimostrato l’efficacia di questa tecnologia, permettendo a un uomo con paralisi di muovere un arto robotico attraverso un dispositivo controllato dai suoi impulsi cerebrali.
Il paziente è riuscito ad afferrare, spostare e lasciare cadere oggetti semplicemente immaginando di eseguire questi movimenti. Un aspetto innovativo della BCI testata è stata la sua durata: ha funzionato per sette mesi senza bisogno di regolazioni, mentre i modelli precedenti necessitavano di essere riprogrammati ogni pochi giorni. Il sistema si basa su un’intelligenza artificiale capace di adattarsi ai cambiamenti giornalieri dell’attività cerebrale legati all’immaginazione e all’esecuzione dei movimenti.
Braccio robotico: un nuovo studio
“La fusione tra apprendimento umano e intelligenza artificiale sarà il prossimo passo per ottenere movimenti sempre più precisi e naturali”, ha dichiarato Ganguly. Inizialmente, i ricercatori hanno analizzato come l’attività cerebrale si modificasse quotidianamente mentre il paziente immaginava di compiere azioni specifiche. Successivamente, un modello di intelligenza artificiale è stato addestrato per riconoscere e interpretare questi schemi neurali.
Studiando il comportamento cerebrale negli animali, gli scienziati hanno osservato variazioni giornaliere nei pattern neurali associati ai movimenti, un fenomeno che potrebbe spiegare perché molte BCI tendano a perdere efficacia nel tempo. Nell’ambito della ricerca, sono impiantati dei sensori nel cervello di un paziente con paralisi dovuta a un ictus, il quale aveva perso la capacità di muoversi e di parlare. Nonostante la sua immobilità, il cervello continuava a generare segnali motori quando immaginava di compiere un’azione.
Modelli IA
Un dettaglio interessante emerso dallo studio è che la configurazione delle rappresentazioni neurali rimaneva stabile, mentre la loro posizione variava leggermente di giorno in giorno. Dopo un periodo di addestramento, durante il quale il modello di IA forniva feedback sulla precisione delle previsioni, il paziente è riuscito a controllare il braccio robotico con sempre maggiore abilità, fino a manipolare oggetti con successo.
Attualmente, il team sta lavorando per migliorare ulteriormente i modelli di intelligenza artificiale, affinché il braccio robotico possa muoversi in modo più fluido e veloce. L’obiettivo finale è testare la tecnologia in un contesto domestico. “Per chi vive con una paralisi – conclude Ganguly – anche solo poter mangiare autonomamente o lavarsi senza aiuti rappresenterebbe un cambiamento enorme. Crediamo che il nostro lavoro possa essere il primo passo per trasformare questa possibilità in realtà”.
