Le insidie delle interfacce

Negli ultimi decenni la ricerca ha già ottenuto successi impressionanti: In diversi studi, ai tetraplegici sono state impiantate nella corteccia cerebrale interfacce delle dimensioni di un dito con centinaia di piccoli elettrodi. Grazie a queste interfacce, i tetraplegici sono stati in grado di controllare un braccio robotico cercando di muovere mentalmente il braccio paralizzato.². In un altro studio pionieristico, i pazienti con sindrome di locked-in completo sono stati in grado di dare risposte sì/no. La spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso è stata utilizzata per misurare in modo non invasivo le variazioni locali dei livelli di ossigeno nel sangue e analizzata con un algoritmo di apprendimento automatico.³. Le persone affette da sindrome di locked-in completo non sono in grado di muovere volontariamente i propri muscoli. Non hanno quindi altro modo di esprimersi.

Solo alcune applicazioni quotidiane

Tuttavia, annunci ed esempi di ricerca così spettacolari smentiscono il fatto che la tecnologia BCI in generale è ancora agli inizi. Le BCI sono raramente o mai utilizzate nella vita quotidiana, nemmeno da persone con gravi disabilità fisiche.⁴. L'unica applicazione quotidiana di cui sono a conoscenza è la misurazione EEG che consente ai pazienti con gravi disabilità fisiche di utilizzare un correttore ortografico, sia come complemento a un correttore controllato dai movimenti oculari, poiché tale correttore stanca l'utente per un periodo di tempo più lungo.o come complemento a un dispositivo di ortografia controllato dai movimenti oculari, poiché tale dispositivo stanca l'utente durante l'uso prolungato, o dopo la paralisi completa nel caso della sindrome di locked-in completo, quando perdono anche il controllo dei muscoli oculari.

Le ragioni del limitato trasferimento della BCI nelle applicazioni quotidiane sono molteplici: la BCI invasiva con elettrodi impiantati richiede un intervento neurochirurgico, comporta il rischio di infezioni e la qualità del segnale degli elettrodi ad ago attualmente utilizzati diminuisce con il passare dei mesi. Un intervento di questo tipo è normalmente giustificato solo in casi di grave disabilità cronica e finora è stato possibile solo nel contesto di studi scientifici.

Sebbene le EEG-BCI non invasive siano molto più sicure e diffuse, presentano anche numerosi punti deboli: La qualità del segnale è molto più scadente rispetto alle interfacce impiantate, perché la distanza dal cervello è maggiore. Anche i movimenti dei muscoli della fronte, degli occhi e del collo possono interferire con il segnale. Anche con utenti ben addestrati, i comandi semplici vengono letti correttamente solo nel 60-90% dei casi. Questo non è sufficiente per applicazioni critiche per la sicurezza, come il controllo di una sedia a rotelle. Il controllo dell'EEG-BCI comporta anche uno sforzo cognitivo relativamente elevato per gli utenti e circa un quinto dei soggetti sottoposti a test non è in grado di controllare in modo affidabile un EEG-BCI. Questo fenomeno viene definito analfabetismo delle BCI.

Controllare con i pensieri, non con la lettura del pensiero

C'è una cosa di cui dobbiamo essere consapevoli: Né ora né a medio termine la BCI può essere definita "lettura del pensiero". Le BCI riconoscono i modelli di attività neuronale generati da determinati pensieri o compiti cognitivi. Il "controllo tramite il pensiero" non è la stessa cosa della "lettura del pensiero".

Tuttavia, dobbiamo già pensare alle questioni etiche e morali che potrebbero sorgere in futuro, soprattutto per quanto riguarda la privacy e l'umanità.⁵. Molti dei nostri pensieri li teniamo per noi, non li parliamo e non li trasformiamo in azioni. Chi sarebbe responsabile se una BCI eseguisse un pensiero dannoso che non era destinato a essere eseguito? I pensieri potrebbero anche essere manipolati dall'esterno non appena vengono elaborati digitalmente (brain hacking). E se in futuro le BCI saranno in grado di leggere i nostri pensieri in tempo reale e di collegarli con l'intelligenza artificiale, gli utenti delle BCI potrebbero acquisire capacità sovrumane, il che potrebbe portare a uno squilibrio nella società.

Una migliore documentazione

Spetta sia ai ricercatori che ai media dimostrare chiaramente non solo le possibilità, ma anche i limiti e le implicazioni etiche delle BCI. Negli studi scientifici sulle BCI, i metodi utilizzati dovrebbero essere meglio documentati, le serie di dati pubblicate e i limiti meglio comunicati. Oggi la BCI assomiglia ancora troppo spesso a una scatola nera e i risultati degli studi sono talvolta difficili da comprendere, anche per gli esperti.

Questo è stato evidente anche nel seguito della gara BCI che abbiamo organizzato al Cybathlon 2016 di Zurigo. Non è stato possibile capire cosa abbia portato esattamente al successo delle squadre leader.⁶. Un altro esempio è lo studio pionieristico citato all'inizio di questo articolo, che ha aiutato i pazienti con la sindrome del blocco completo a comunicare. Non è stato possibile riprodurlo da parte di altri scienziati, motivo per cui è stato messo pubblicamente in discussione. Se lo studio fosse stato meglio documentato, il problema non sarebbe sorto.

Potenziale nella ricerca e nella terapia

Nonostante queste sfide, le BCI sono importanti strumenti di ricerca. Ci permettono di capire meglio la funzione e l'organizzazione del cervello, ad esempio nella riorganizzazione cerebrale dopo un ictus. Chi siamo, negli ultimi anni diversi studi hanno dimostrato che i sistemi terapeutici guidati dalle BCI possono favorire il recupero dei pazienti colpiti da ictus con paralisi grave. In uno scenario terapeutico, decisioni errate e comandi ritardati non costituiscono un rischio per la sicurezza, a differenza di una sedia a rotelle controllata da BCI. Inoltre, la BCI è l'unico modo per riconoscere i comandi motori nel cervello e inviarli a un robot o a uno stimolatore muscolare elettrico per muovere gli arti paralizzati e potenzialmente rafforzare la connessione biologica con il cervello.