Heos.it  Documenti    Febbraio 2016 

 

 

 
 
Verso la creazione di nuove interfacce cervello-computer

15.03 - Mappare le colonne corticali del cervello per sviluppare interfacce cervello-computer innovative. è questo l'obiettivo degli scienziati che lavorano al progetto COLUMNARCODECRACKING, finanziato dall’UE. Attualmente i ricercatori sono risuciti ad usare potentissimi scanner per la risonanza magnetica funzionale (fMRI) al fne di mappare le colonne corticali. Si tratta di un processo che prepara il terreno per interessanti nuove applicazioni, come le interfacce cervello-computer.

I ricercatori hanno stimolato una nuova linea di ricerca dell’imaging “mesoscopico” che sta guadagnando terreno nel campo della neuroscienza cognitiva e computazionale umana. Questo nuovo campo integra il tradizionale imaging macroscopico del cervello che misura l’attività in zone del cervello e reti su larga scala.

L'importanza di misurare le colonne corticali. Le colonne corticali sono un gruppo di neuroni del cervello che vanno dall’apice alla base della corteccia e rispondono alla stessa proprietà stimolante. Per esempio, le colonne corticali visuali primarie estraggono piccolo barre con una specifica orientazione, che sono caratteristiche elementari per analizzare la forma degli oggetti. Una singola colonna corticale contiene migliaia o persino decine di migliaia di neuroni che corrispondono a poche decine di micrometri e fino a 1-2 millimetri per strutture colonnari aggregate più grandi.

Potenti interfacce cervello-computer. Una delle applicazioni più promettenti che potrebbe venir fuori dalla ricerca svolta nell’ambito del progetto è la creazione di nuove interfacce cervello-computer, usando misurazioni di fMRI a campo ultra alto. Da una parte, questo costituisce un impegnativo banco di prova per le conoscenze che i ricercatori hanno appena acquisito sui principi di codificazione nelle zone del cervello. Dall’altra la ricerca potrebbe portare e nuove applicazioni per alcuni pazienti, come chi soffre della sindrome locked-in o o sindrome del chiavistello che è una condizione nella quale il paziente è cosciente e sveglio, ma non può muoversi oppure comunicare a causa della completa paralisi di tutti i muscoli volontari del corpo.

In uno studio attualmente in corso, il team del progetto sta testando se è possibile costruire interfaccia cervello-computer ad alta risoluzione che permetta ai soggetti di scrivere lettere dell’alfabeto semplicemente immaginando l’aspetto delle lettere. È difficile perché per farlo è necessario districare l’attività del cervello che in gran parte si sovrappone nelle stesse zone visuali del cervello. I primi risultati con quattro lettere diverse sono promettenti ma non è ancora chiaro se questa interfaccia cervello-computer di immagine delle lettere possa raggiungere un alto livello di precisione quando si useranno tutte le lettere dell’alfabeto.

Anche se il progetto ha prodotto risultati interessanti c’è ancora molta ricerca da fare. Nel corso del progetto gli scienziati hanno mappato l’organizzazione colonnare in alcune zone specializzate del cervello, ma ci sono almeno 30 zone visuali, uditive, somatosensoriali e multisensoriali di medio livello nelle quali la rappresentazione dettagliata della caratteristica a livello colonnare rimane sconosciuta. Un esempio di queste sono le caratteristiche attualmente sconosciute usate dall’area visuale di formazione delle parole, una regione attiva quando si legge.

In futuro ancora abbastanza lontano si potrebbe preparare il terreno per interfaccia computer-cervello molto avanzate che potrebbero non solo aiutare a curare i disturbi neurologici, ma anche migliorare significativamente l’abilità dell'essere umano di integrare e collegarsi organicamente con sistemi computerizzati molto potenti.

Vedi
http://cordis.europa.eu/ 
http://cordis.europa.eu/project/rcn/98761_it.html
 


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