L'esercito USA al lavoro su dispositivi in grado di leggere la mente

Il futuro dell'interazione uomo - macchina è già dentro i laboratori di ricerca e potrebbe essere diverso da quanto si potrebbe pensare.

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I pensieri sono impulsi elettrici, sonori o luminosi che si propagano nel piccolo spazio all'interno della calotta cranica; fisicamente sono delle onde per nulla dissimili da quelle che ci circondano all'esterno di esso. Una domanda, banale ma meno di quanto si possa pensare, sorge spontanea: come si distinguono le onde interne da quelle al di fuori del nostro cervello?
Sarebbe più corretto chiedersi perché i nostri pensieri, le nostre sensazioni, le nostre onde non sono percepite da chi ci sta vicino?
La privacy di questi pensieri è assicurata dalle ossa del cranio, spesse qualche centimetro, che fungono da filtro sfocatura per queste onde, rendendole illeggibili all'esterno. Finora non sono conosciuti metodi di interazione non invasivi diretti tra l'esterno e la nostra mente; tutti quelli noti prevedono complicati e delicati interventi chirurgici per arrivare al cervello utilizzando fori o scoperchiando la calotta cranica per introdurre impianti interni direttamente collegati alla materia cerebrale: è il caso dell'interfaccia futuristica ideata da Elon Musk di cui si è discusso pochi mesi fa.
Ad oggi esistono macchinari che, tramite impulsi elettrici, controllano alcune attività del cervello: tra questi, i bypass neuronali permettono di collegare i muscoli e il cervello di pazienti tetraplegici in modo da far funzionare i muscoli creando ponti che portano il segnale oltre i fasci di nervi danneggiati.

Il futuro a portata d'impulso

Ian Burkhart, nato a Columbus, Ohio, è rimasto paralizzato dalle spalle in giù a causa di una lesione ai nervi cervicali a seguito di un incidente durante un'immersione.
Nessuna terapia medica nota può far guarire o ricrescere dei nervi lesionati dentro cui non possono più passare segnali elettrici, ed è proprio questo il motivo per cui l' Ohio State University Wexner Medical Center ha condotto degli esperimenti su Burkhart.
Attraverso l'impianto di un Utah Array, un microelettrodo che viene inserito nel cervello e registra gli impulsi provenienti da un gruppo di neuroni definito a priori, è stata misurata l'intensità del campo elettromagnetico prodotto dai neuroni 30.000 volte al secondo per un anno intero e sono stati estratti i dati che corrispondevano all'impulso associato alla volontà di muovere la mano.

Isolando tale impulso, il microelettrodo è stato collegato ad un computer che decriptava i dati provenienti dal cervello di Burkhart e, qualora riconoscesse stimoli associabili con la volontà di muovere la mano, inviava un impulso elettrico ad un guanto indossato dal ragazzo e ricoperto di elettrodi, che trasmettevano tale impulso direttamente ai muscoli del suo avambraccio, permettendo il controllo del movimento della mano.

In questo caso l'impulso legato alla volontà di muovere la mano non è diretto, come nel caso di un individuo sano, cioè non passa dal cervello direttamente ai muscoli attraverso i fasci neuronali, ma viene veicolato attraverso macchinari che devono essere in grado di leggerlo, isolarlo chiaramente, decriptarlo, tradurlo e rispedirlo agli elettrodi: è ovvio pensare che tali semplici ordini richiedano uno sforzo psicologico non indifferente per poter essere chiaramente ricevuti e processati, come confermato dallo stesso Ian:
"Le persone normali non pensano "devo muovere la mano", la muovono e basta, io devo essere super motivato per compiere questo gesto".

N3 team, dal futuro alla fantascienza o dalla fantascienza al futuro?

Per la scienza l'unico limite è l'immaginazione e un team formato da ingegneri elettronici e medici vuole spingersi oltre.
Il team N³, Next-generation Nonsurgical Neurotechnology program, che può essere tradotto in Programma di neurotecnologia non invasiva di nuova generazione, traduzione che non salva le 3 N, ma chiarisce lo scopo del gruppo, si pone come obiettivo la capacità di raccogliere gli impulsi neuronali senza attraversare le barriere che proteggono il cervello.
Se tale ricerca produrrà risultati rilevanti, diverrebbe possibile leggere e decriptare i pensieri, anche attraverso un casco. Questo programma è stato finanziato con oltre 100 milioni di dollari dalla DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency, agenzia statale Americana che si occupa di progetti legati alla difesa in campo bellico. La tecnica, chiamata Brain-computer interface (BCI) non è nuova ed è già stata utilizzata per dare la possibilità a pazienti paralizzati di poter riottenere parzialmente il controllo del proprio corpo, come nel caso di Burkhart.
Anche l'elettroencefalogramma, di fatto, può essere considerato come la prima BCI mai creata. Tuttavia l'intento del team N³ è quello di utilizzare queste tecniche per scopi bellici: creare supersoldati in grado di controllare droni, singoli o in sciame, utilizzando il solo pensiero. Un esercito con tali capacità tecnologiche sarebbe alquanto difficile da contrastare, visto che le armi avrebbero velocità di reazione paragonabili a quelle del pensiero.

Tre diversi modi di raggiungere tale scopo

Data la complessità del cervello umano, raggiungere tale scopo non è facile, ma esistono molteplici vie possibili da percorrere.
Nella University of Pittsburgh Medical School, trattando un paziente con epilessia, si è avuto il sospetto che l'EEG (elettroencefalografia) nascondesse molte più informazioni di quelle finora analizzate, tale intuito è stato confermato da un professore del MIT, che ha pubblicato un articolo a riguardo.

L'esperimento del MIT è stato svolto attraverso l'utilizzo di due segnali elettrici ad alta frequenza con differenze minime tra le rispettive frequenze: l'alta frequenza permette ai segnali di penetrare a fondo nel cervello indisturbati e, nel punto dove si incontrano, per un fenomeno chiamato interferenza, si combinano in un segnale a bassa frequenza, paragonabile a quello prodotto dai neuroni e quindi in grado di reagire e attivare i neuroni stessi.

Ampliando questo esperimento utilizzando migliaia di elettrodi sparsi per l'intera calotta cranica, regolando opportunamente le frequenze iniziali, le differenze in frequenza e la posizione degli elettrodi attivati, l'interferenza tra i segnali permette di controllare con più precisione le aree del cervello in cui il segnale andrà ad agire.
Il secondo approccio utilizza la luce infrarossa per misurare i minuscoli movimenti che i neuroni producono durante il loro funzionamento: in effetti i neuroni si gonfiano e si contraggono ma tali movimenti sono talmente impercettibili da non poter essere rilevati dalla tecnologia attualmente in uso.

Un team di scienziati, anche loro appartenenti al progetto N3, ha dimostrato di poter misurare la risposta ad uno stimolo dei neuroni nel cervello di un topo direttamente dal tessuto neuronale, quindi analizzando i micro-movimenti direttamente dal cervello nudo. La vera sfida è riuscire ad ottenere tali risultati anche attraverso il cranio che, ovviamente, non è trasparente alla luce visibile ma lascia passare la luce infrarossa.

L'ultimo metodo, chiamato tecnica microinvasiva, utilizza delle nanoparticelle magnetiche da iniettare nel flusso sanguigno del cervello. Tali nanoparticelle sono costituite da un nucleo di materiale magnetico e da una calotta che produce elettricità ogni qualvolta viene applicata una pressione.
Quando queste nanoparticelle vengono investite da un campo magnetico, il nucleo preme sulla calotta, che crea un piccolo campo elettrico. L'attività neurale può essere misurata tramite l'effetto che essa produce su tali nanoparticelle.

Questioni etiche: la nostra privacy in serio pericolo

La ricaduta di tali tecniche sulla vita quotidiana è solo lontanamente immaginabile, tuttavia gli sforzi verso il raggiungimento di tali risultati non sono pochi: aziende private come Facebook sono già a lavoro su BCI.

I membri della N3 affermano che raggiungere un futuro in cui non ci sarà privacy neppure tra i nostri neuroni è praticamente inevitabile, la sfida sta nel chi lo raggiungerà prima.
Probabilmente le ricadute sociali di tale tecnologia in mano ad aziende private potrebbero creare un disastro umanitario, al contrario, usata per scopi bellici, potrebbe essere più controllata e regolamentata.
La risposta etica e sociale a questa questione così controversa non è immediata né semplice; eppure non abbiamo molto tempo per prepararci a reagire a questo nuovo tipo di tecnologie. Che sia questo il futuro che sta per sorgere?