Scrivere con la mente grazie a un’interfaccia cervello-computer

Una nuova interfaccia cervello-computer (BCI) permette a persone con disturbi neurodegenerativi di recuperare le capacità di comunicazione.

Abbiamo sentito parlare di BCI (Brain-Computer Interface) per la prima volta nel 2019 quando, Elon Musk, magante delle intelligenze artificiali e capo della casa automobilistica Tesla, ha presentato i primi risultati di studi condotti da una delle sue società, la Neuralink. La società ha creato un sistema basato su elettrodi da impiantare nel cervello per creare un’interfaccia cervello-computer. Scrivere con la sola forza del pensiero. No, non siamo in un romanzo fantascientifico. Comunicare in forma scritta senza l’uso né delle mani, né della voce.

In realtà, la BCI esiste da 40 anni

La BCI esiste dagli anni ’80: BCI traduce gli impulsi elettrici trasmessi dai neuroni in output e un centinaio di micro elettrodi registrano l’attività cerebrale del paziente mentre quest’ultimo immagina di scrivere con le proprie dita. Il software è in grado di trasformare ogni segnale in una lettera su uno schermo. Pazzesco.

La velocità di digitazione è la più alta mai raggiunta e potrebbe essere un validissimo supporto alle persone con gravi paralisi o malattie neurodegenerative a comunicare senza muovere nemmeno un muscolo.

Come funziona una BCI, e qualche esempio

Solitamente il processo conta di tre step: cattura e digitalizza un segnale cerebrale, elabora delle informazioni ed esegue il comando richiesto. In parole più semplici, recepisce, pensa, scrive. Nella seconda di queste tre fasi entra anche un bel po’ di intelligenza artificiale e machine learning, perché i disturbi neurodegenerativi e le lesioni del midollo spinale sono diverse e di diversa entità, per cui l’operazione di recepire un messaggio deve essere svolta con modalità eterogenee e costruite ad hoc sul disturbo della persona.

Al di là delle idee futuristiche di Elon Musk e delle società avanguardistiche da lui finanziate, sono molte le interfacce cervello-computer già pienamente funzionanti. Quelle complesse macchine che permettono ai malati gravi di sclerosi laterale amiotrofica (SLA), praticamente immobili e impossibilitati a comunicare, riescono a trasmetterci i loro pensieri “dettando” alcune parole con il cervello. Le macchine che permettono loro tutto ciò si basano sull’elettroencefalografia (EEG), captano dunque l’attività elettrica del cervello e la traducono in lettere, parole, intere frasi che vengono poi scritte su uno schermo.

Le sfide per l’applicazione clinica di una Brain-Computer Interface

Sui prossimi passi da compiere gli scienziati hanno già le idee molto chiare. Si cercherà di migliorare la performance e aumentare la longevità degli elettrodi che svolgono le funzioni essenziali. Al momento, gli elettrodi sono in grado di sopravvivere fino a 3 anni dopo l’impianto.

I ricercatori precisano che una delle sfide ancora aperte è quella di decodificare il linguaggio parlato: bisognerà sviluppare un’intelligenza artificiale che non solo sappia scrivere, ma anche parlare al posto del paziente, pronunciando dunque le parole una dopo l’altra nella sequenza con cui vengono pensate.

I rischi dell’interfaccia Brain-Computer Interface

La BCI rende possibile capire quanto scienza e tecnologia possono davvero rendere migliore la vita di tutti. Smarthpone, smart TV, intrattenimento digitale e realtà domotiche sono solo il contorno dell’intelligenza artificiale e delle neuroscienze. Appostate dietro l’angolo di questo questo macro cosmo iper tecnologico ci sono degli inevitabili e pericolosi rischi. Tutto quanto porta a domandarsi quanto siano sicure queste macchine siano.

È possibile hackerare una BCI? E, se lo è, cosa si rischia?

La risposta alla prima domanda, purtroppo, è positiva. Non solo è possibile hackerare un’interfaccia cervello-computer, ma è già accaduto. Un piccolo rumore elettromagnetico può modificare l’output di un traduttore di impulsi neuronali e, di conseguenza, mandare completamente a ramengo un’intero sistema di traduzione cervello-computer.

Le possibili e prevedibili conseguenze sono catastrofiche: una persona che già ha delle gravissime difficoltà a comunicare, rischia di vedere tradotti messaggi sbagliati, per non dire provi e veri drammi elettronici nel proprio macchinario BCI.

I risultati di un hackeraggio di questo tipo sono, per conseguenza logica, catastrofici. Immaginiamo un paziente che soffre di SLA e che per un giorno interno non può utilizzare il proprio BCI perché è stato hackerato a fini estorsivi: un incubo a occhi aperti, e senza possibilità di controrisposta.

Ancora peggio. Un attacco informatico direttamente nel proprio cervello. Le conseguenze, in termini neuronali, vanno dall’ictus alla morte cerebrale. E sono eventualità che stiamo prendendo in considerazione con i macigni nel cuore. Scienziati e professionisti di tutto il mondo stanno lavorando a ritmo serratissimo per eliminare definitivamente questa minaccia ma il percorso è lungo, irto di difficoltà e con scarse possibilità di vittoria.