Una scimmia ha mosso una sedia con il pensiero

È il primo risultato di una ricerca della Duke University. L’evoluzione del progetto potrebbe portare alla creazione di protesi robotiche controllabili direttamente dal cervello di persone con disabilità motorie

Le protesi del futuro saranno arti e dispositivi robotici controllati direttamente dal cervello dei pazienti. Gli specialisti ne sono certi, anche se mancano anni prima che questa intuizione produca dispositivi in grado di trasformare in maniera tangibile la vita di chi soffre di disabilità motorie.

La ricerca comunque procede spedita, e oggi ha raggiunto un traguardo forse più modesto, ma non meno eccitante: la primasedia a rotelle controllata dalla mente di una scimmia. Ad annunciarlo, sulle pagine di Scientific Reports, è un team di ricercatori della Duke University che in passato aveva già sfornato un altro risultato celebre: l’esoscheletro con interfaccianeurale che aveva dato il calcio di inizio ai mondiali brasiliani del 2014.

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Nel nuovo studio, i ricercatori hanno impiantato una serie dimicroelettrodi all’interno del cervello di due scimmie resus, raggiungendo le aree responsabili del controllo degli arti e dellapianificazione dei movimenti. Attraverso un dispositivo di brain-machine interface (o più semplicemente interfaccia neurale), isegnali elettrici del loro sistema nervoso sono stati quindi tradotti in comandi indirizzati ad un computer, che controllava a sua volta gli spostamenti della sedia a rotelle.

(immagine: Rajangam et. al., Scientific Reports)

In una prima parte dell’esperimento, i ricercatori hanno fatto sedere le due scimmie sulle sedie mentre queste venivano manovrate da un operatore, registrando i segnali neurali delle dei due animali. Con i dati raccolti hanno quindi elaborato unalgoritmo con cui tradurre gli impulsi neurali delle scimmie in comandi da impartire alle sedie a rotelle.

Finita la fase di preparazione, è arrivato quindi il momento di mettere alla prova il dispositivo. Le due scimmie sono state collegate alle sedie e poste di fronte a delle scodelle di frutta, raggiungibili solamente muovendo le sedie con il pensiero.

Di fronte a una ricompensa del genere, gli animali hanno imparato rapidamente a controllare i dispositivi. Dopo una prima fase di addestramento, i cervelli delle due scimmie mostravano inoltre di calcolare non solo i movimenti da effettuare sulla sedia a rotelle, ma anche la distanza da coprire per raggiungere la frutta.

Un risultato inaspettato, che secondo i ricercatori della Duke lascerebbe ipotizzare che le due scimmie abbiano incorporato la sedia a rotelle all’interno del loro schema corporeo, ovvero larappresentazione cognitiva della posizione e dimensione del corpo e degli arti presente nel cervello.

Si tratta di segnali che non erano presenti all’inizio dell’addestramento, e che sono emersi solamente quando le scimmie hanno iniziato a controllare efficacemente le sedie”, spiega Miguel Nicolelis, ricercatore della Duke University che ha coordinato lo studio. “È stata una sorpresa, e dimostra l’enorme flessibilità con cui il cervello può assimilare un dispositivo, in questo caso una sedia a rotelle, e le relazioni spaziali che questo dispositivo ha con il mondo circostante”.

Secondo i ricercatori, i risultati dello studio dimostrerebbero l’enorme potenzialità dell’interfaccia neurale diretta (i microelettrodi collegati direttamente al cervello), una tecnica che, se gli studi in programma dovessero confermare i risultati raggiunti finora, potrebbe presto essere utilizzata per realizzareprotesi, sedie a rotelle e autentici esoscheletri robotici, controllabili direttamente dal cervello.

Di Simone Valesini

Foto anteprima:foto: Frank Bienewald/LightRocket via Getty Images

Fonte:http://www.wired.it/scienza/biotech/2016/03/04/cervello-scimmia/

 

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