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Un nuovo programma di ricerca della DARPA sta sviluppando interfacce cervello-computer che potrebbero controllare sciami di droni con la sola forza del pensiero.

Ad agosto, tre studenti della Carnegie Mellon University hanno avviato una ricerca con una modernissima stampante 3D e una piccola e sottile fetta di cervello di topo. Il frammento di cervello è stato mantenuto in vita bagnato continuamente con una soluzione di sale, glucosio e aminoacidi. I suoi neuroni hanno continuato a “sparare”, cioè ad essere attivi, permettendo agli sperimentatori di raccogliere dati. L’intento era quello di capire se fossero stati in grado di rilevare e manipolare i segnali del cervello umano senza dover toccare il delicato tessuto cerebrale direttamente. Il loro obiettivo era quello di sviluppare interfacce cervello-computer accurate e sensibili, abbastanza comode da poter essere indossate e rimosse come un elmetto, senza alcun intervento chirurgico. I teschi umani hanno uno spessore inferiore a un centimetro: lo spessore esatto varia da persona a persona e da luogo a luogo. Agiscono come un filtro di sfocatura che diffonde le forme d’onda, siano esse correnti elettriche, luce o suono. I neuroni nel cervello possono essere piccoli fino a pochi millesimi di millimetro di diametro e generare impulsi elettrici deboli quanto un ventesimo di volt.

L’esperimento degli studenti aveva lo scopo di raccogliere una base di dati con cui poter confrontare i risultati di una nuova tecnica che Pulkit Grover, il principale ricercatore del team, spera di sviluppare: “Niente di simile è ora possibile ed è davvero difficile da fare”.

Un progetto finanziato con 104 milioni dalla Defense Advanced Research Projects Agency, o DARPA. Mentre il team di Grover sta manipolando i segnali elettrici ed ecografici, altri team utilizzano tecniche ottiche o magnetiche. Se uno di questi approcci avrà successo, i risultati saranno qualcosa che trasformerà per sempre il rapporto che abbiamo con la tecnologia.

Un dispositivo di lettura della mente che non richiede alcun intervento chirurgico aprirebbe un mondo di possibilità. Le interfacce cervello-computer, o BCI, sono state usate per aiutare le persone con quadriplegia a riguadagnare un controllo limitato sui loro corpi e per consentire ai veterani che hanno perso gli arti in Iraq e Afghanistan di controllare quelli artificiali.

Questo invece è il primo serio tentativo dell’esercito americano di sviluppare interfacce capaci di operare alla velocità del pensiero.

Nel frattempo, all’Applied Physics Laboratory, della Johns Hopkins University, un altro team sta usando un approccio completamente diverso: la luce a infrarossi.

Ma come funziona? Il tessuto neurale si gonfia e si contrae quando i neuroni generano segnali elettrici. Dave Blodgett sostiene che il gonfiore e la contrazione del tessuto sono un segnale altrettanto buono dell’attività neuronale e vuole costruire un sistema ottico in grado di misurare tali cambiamenti. Le tecniche del passato non sono riuscite a catturare movimenti fisici così piccoli. Ma Blodgett e il suo team hanno già dimostrato di poter vedere l’attività neurale di un topo quando muove un singolo baffo. La prossima sfida sarà fare tutto ciò attraverso il cranio. Questo potrebbe sembrare impossibile: dopo tutto, i teschi non sono trasparenti. Ma la luce a infrarossi può viaggiare attraverso l’osso. Così la squadra di Blodgett spara laser a infrarossi a bassa potenza attraverso il cranio e quindi misura la dispersione della luce da quei laser. Spera che questo gli permetta di dedurre quale attività neurale sta avvenendo.

L’approccio è meno ben collaudato dell’utilizzo di segnali elettrici, ma è teoricamente valido. Resta da vedere quale di questi approcci avrà successo.