Interfacce computer-cervello: si può leggere nel pensiero?

Micron
Il cinema da sempre offre innumerevoli esempi in cui la mente umana è tutto: set, ispirazione, protagonista. Ma quanto c’è di realmente scientifico in questi film? E perché sceneggiatori e registi sono così affascinati dalle neuroscienze? Cercheremo di capirlo con la nostra nuova rubrica “Cinema & Cervello”. Nel primo appuntamento partiamo con "Moglie e marito” una commedia che vuole far riflettere sugli stereotipi di genere ma che offre molti spunti per parlare della scienza dietro le brain-computer interfaces, le interfacce che fanno dialogare il cervello con un dispositivo elettronico esterno.
Sara Mohammad, 17 Maggio 2017
Titolo

Moglie e marito

Regista

Simone Godano

Anno pubblicazione

2017

Info

Durata 1 ora 40 min

Micron
Comunicazione della scienza e neuroscienze

Vi siete mai domandati cosa passa nella testa degli altri? Probabilmente, sì. Magari lo avete fatto proprio quella volta che avete chiesto ai vostri amici se la mousse al cioccolato era, in tutta sincerità, buona. Ma saranno stati davvero sinceri?
Leggere nel pensiero è uno dei temi più gettonati della produzione fantascientifica, soprattutto di quella cinematografica.
Oggi parliamo dell’ultimo film di Simone Godano, Moglie e marito, dove un neurochirurgo interpretato da Pierfrancesco Favino è alle prese con un congegno ideato allo scopo di leggere nella mente delle persone.
Il meccanismo con cui funziona CHARLIE (così si chiama il futuristico marchingegno) è molto simile a quello delle interfacce computer-cervello (in inglese brain-computer interfaces, BCI). In generale, nelle BCI l’attività del cervello viene trasmessa a una periferica esterna, per esempio un computer, attraverso una serie di elettrodi, che possono essere posizionati sulla superficie della testa o all’interno del cervello. Come nella realtà, anche nel film il neurochirurgo colloca un paio di elettrodi sulla fronte di un collega (successivamente lo farà sulla moglie), chiedendogli di concentrarsi e di pensare intensamente a qualcosa. Gli elettrodi registrano e inviano le onde cerebrali al computer, che visualizza le informazioni ricevute sottoforma di immagini. Un’immagine rappresenta quello che la persona pensa in quel preciso momento (anche se poi non è proprio così, perché CHARLIE ha qualche difetto, ed è proprio qui che Godano trova l’espediente narrativo che giustifica lo scambio d’identità tra il neurochirurgo e sua moglie, su cui si basa tutta la commedia). Quello che ci interessa, però, è capire quanto la tecnologia attuale delle BCI permetterà in futuro di scoprire cosa pensano davvero i nostri amici.

UN PO’ DI STORIA
Nella letteratura scientifica il termine brain-computer interfaces compare per la prima volta in un articolo del 1973 firmato da Jacques Vidal, ricercatore belga emigrato negli Stati Uniti all’inizio degli anni Sessanta. Vidal si chiedeva se i segnali elettrici del cervello registrati con la tecnica dell’elettroencefalografia (EEG), sviluppata cinquant’anni prima dal neuroscienziato tedesco Hans Berger, potessero servire da vettori (carriers) di informazioni nella comunicazione tra uomo e macchina, per controllare attrezzature esterne come protesi o navicelle spaziali. Il giovane scienziato intuì (anche grazie ai generosi finanziamenti che il governo aveva destinato alla ricerca sulla biocibernetica e sulle interazioni uomo-macchina) che, con le conoscenze di informatica e di neurofisiologia dell’epoca, una tale impresa era già dietro l’angolo.
Il tempo gli diede ragione: tre anni dopo le sue previsioni, il BCI Laboratory dell’Università della California dimostrò che il segnale elettrico registrato in corrispondenza della corteccia occipitale (la zona corticale dove vengono elaborate le informazioni visive) poteva essere utilizzato per spostare un cursore in uno spazio bidimensionale. Ma bisogna aspettare il 1994 perché il primo dispositivo (array) elettrico sia impiantato nel cervello umano a scopi clinici, e solo nel 1998 i neuroscienziati riusciranno a ottenere registrazioni di alta qualità.
Dalla fine degli anni Novanta in poi la tecnologia delle BCI è progredita rapidamente, soprattutto grazie all’attività di Miguel Nicolelis e del suo gruppo di ricerca alla Duke University, fra i primi a proporre l’applicazione di numerosi elettrodi su una vasta area del cervello. Gli esperimenti di Nicolelis si svolgono su ratti e, prevalentemente, su scimmie, in particolare sulla specie rhesus, perché il cervello di questi macachi è considerato il modello migliore per riprodurre la neurofisiologia del cervello umano.

A CHE PUNTO SIAMO
Oggi gran parte dell’attenzione sulle BCI è rivolta alle loro applicazioni in campo clinico, soprattutto per i pazienti che, a causa di una malattia neurodegenerativa (come la sclerosi laterale amiotrofica o la sclerosi multipla) o per colpa di una lesione spinale, hanno perso il controllo dei movimenti volontari. Per queste persone le BCI hanno la forma di cuffie EEG che rilevano l’attività del cervello, che a sua volta viene decodificata e utilizzata per muovere cursori sul computer, arti artificiali oppure sedie a rotelle. Ma questi sistemi hanno ancora qualche limite: per esempio, non sono molto pratici, perché hanno fili esterni collegati a computer molto grandi, e quasi tutti richiedono l’intervento di personale tecnico, che deve calibrare in continuazione l’attività del decoder per far sì che il segnale registrato rifletta il più possibile l’intenzione e la precisione dei movimenti pianificati. Nonostante questo, uno studio pubblicato qualche mese fa sulla rivista scientifica eLife, descriveva i risultati di una BCI che permetteva a tre individui paralizzati di scrivere al computer a una velocità paragonabile a quella di un individuo non disabile, rendendola una tecnologia adatta a essere usata nella vita quotidiana. Al giorno d’oggi, quindi, più che di lettura del pensiero, si potrebbe parlare di “scrittura” del pensiero, pur sempre vincolata alla volontà dell’individuo che sta pensando. Di fatto, siamo lontani anni luce dallo scoprire cosa pensano gli altri se loro non vogliono farcelo sapere.

IMPLICAZIONI ETICHE
Come molte delle scoperte scientifiche, la tecnologia dietro le BCI ha oltrepassato anche la frontiera del marketing, ma non tutti ne sono entusiasti. Secondo Jens Clausen, esperto di neuroetica all’Università di Tubinga, un uso eccessivo delle BCI a scopo ricreativo (come nei giochi di realtà virtuale, dove muoviamo un braccio finto credendo che sia nostro) potrebbe alterare l’attività del cervello in modi diversi dai giochi tradizionali, ma che ancora non conosciamo. Altri storcono il naso quando vengono presi in considerazione gli aspetti legali delle BCI. Qualche anno fa, in occasione del progetto RoboLaw, il The Economist si chiedeva, per esempio, quali sono i diritti legali di un paziente con la sindrome Locked-in (una rara malattia che causa la paralisi della maggior parte dei muscoli del corpo e che costringe il paziente a comunicare soltanto con i movimenti verticali degli occhi e con l’ammiccamento. A proposito, un film bellissimo che potete vedere sull’argomento è Lo scafandro e la farfalla, tratto dall’omonimo libro dell’autore francese Jean-Dominique Bauby), che comunica con una BCI.
Una persona che usa questi dispositivi per parlare con il proprio medico ha comunque bisogno di un tutore per prendere decisioni valide dal punto di vista legale? Anche se è fondamentale discutere l’impatto delle BCI sui diversi aspetti della società, è sempre bene ricordarsi che le implicazioni etiche e legali della tecnologia non devono impedire al progresso scientifico di andare avanti. Alla prossima!

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