Un’innovativa interfaccia cervello – computer consente a una persona con paralisi di pilotare un quadricottero virtuale in un videogioco.
Nuove frontiere nel recupero motorio e nelle attività ricreative.
Un recente studio pubblicato su Nature Medicine ha mostrato come un’innovativa interfaccia cervello-computer – BCI possa migliorare significativamente la qualità della vita delle persone con paralisi. Grazie a un sistema impiantato chirurgicamente, i ricercatori sono riusciti a decodificare movimenti complessi delle dita, permettendo a un partecipante con paralisi di pilotare un quadricottero virtuale in un videogioco.
Credit: Willsey e colleghi.
La sfida delle interfacce cervello – computer
Negli Stati Uniti, oltre 5 milioni di persone convivono con gravi disabilità motorie. Sebbene molte necessità basilari siano soddisfatte, persistono lacune nelle attività sociali e ricreative, come il gaming. Le interfacce cervello-computer sono state riconosciute come una possibile soluzione per il recupero motorio, ma finora hanno faticato a decodificare movimenti complessi, come quelli delle dita. Tali movimenti sono cruciali per attività come la scrittura, l’uso di strumenti musicali o il controllo di un controller per videogiochi.
Un sistema innovativo per decodificare i movimenti delle dita
Il team di Mathew Willsey ha sviluppato un’interfaccia cervello-computer ad alte prestazioni, capace di registrare continuamente l’attività elettrica di più neuroni nel cervello. L’impianto è stato posizionato nel giro precentrale sinistro, la regione cerebrale responsabile del controllo dei movimenti delle mani.
Durante l’esperimento, il partecipante osservava una mano virtuale che eseguiva vari movimenti. I dati neuronali raccolti venivano analizzati tramite algoritmi di machine learning, che identificavano i segnali associati a specifici movimenti delle dita. Il sistema è così riuscito a decodificare:
- Movimenti complessi e precisi di gruppi distinti di dita.
- Movimenti bidimensionali del pollice.
Questo livello di precisione rappresenta un progresso significativo rispetto ai sistemi precedenti, consentendo un maggiore controllo e libertà nei movimenti.
Credit: Willsey e colleghi.
Applicazioni nel gaming: pilotare un quadricottero virtuale
L’aspetto più innovativo dello studio è stato l’estensione della tecnologia al mondo dei videogiochi. I movimenti delle dita decodificati dall’interfaccia sono stati utilizzati per controllare velocità e direzione di un quadricottero virtuale. Il partecipante ha potuto pilotare il dispositivo attraverso percorsi ad ostacoli in un ambiente di gioco virtuale. Questo non solo dimostra le capacità tecniche del sistema, ma evidenzia anche il suo potenziale per migliorare l’accesso alle attività ricreative per le persone con disabilità motorie.
Implicazioni e futuro della tecnologia BCI
Le interfacce cervello-computer rappresentano un passo avanti non solo per il recupero motorio, ma anche per il miglioramento della qualità della vita delle persone con paralisi. Grazie a questa tecnologia, attività che in passato sembravano irraggiungibili, come il gaming, diventano accessibili. Questo apre la strada a una gamma di applicazioni future:
- Riabilitazione motoria: Potenziare i percorsi di recupero motorio attraverso esercizi virtuali mirati.
- Accessibilità digitale: Consentire l’uso di dispositivi digitali complessi, come computer o smartphone.
- Interazioni sociali e ricreative: Favorire la partecipazione ad attività ludiche e sociali tramite realtà virtuale.
Sfide e prospettive
Nonostante i progressi, rimangono alcune sfide tecniche e mediche, come:
- Ridurre la complessità degli impianti per renderli meno invasivi.
- Migliorare la durata degli impianti e la precisione del sistema.
- Ampliarne l’accessibilità economica per le persone con disabilità.
Il potenziale di questa tecnologia va ben oltre la sfera medica. Come ha dimostrato questo esperimento, le BCI possono aprire nuovi orizzonti, non solo per il recupero fisico ma anche per la reintegrazione sociale.
Articolo Nature Medicine: A high-performance brain–computer interface for finger decoding and quadcopter game control in an individual with paralysis.