È apparso il primo tweet al mondo “Written by Mind” Quanto manca a giocare con i telefoni cellulari a mente?

“Ciao mondo!”

Questo è ciò che scriveranno molti principianti quando entrano in contatto per la prima volta con un linguaggio di programmazione.

È anche la chiave per un nuovo mondo per Phillip O’Keefe, un paziente di 62 anni con congelamento progressivo.

La malattia da gelo graduale è una malattia neurodegenerativa progressiva e fatale.Alla fine il cervello perderà completamente la sua capacità di controllare i movimenti volontari.

Con l’aiuto dell’interfaccia cervello-computer di Synchron, O’Keefe ha solo “scritto” la parola con i pensieri e ha inviato segnali di comunicazione semplici ma significativi al mondo esterno.

All’altra estremità dello schermo, si comportava come chiunque picchiasse con un dito.

Naturale come andare in bicicletta

Synchron, fondata nel 2017, è una start-up della Silicon Valley nel campo delle neurotecnologie, focalizzata su Brain Computer Interface (BCI).

Il tweet “Hello world” è stato pubblicato il 23 dicembre, quando O’Keefe ha rilevato l’account Twitter del CEO di Synchron Thomas Oxley per 30 minuti.

Oltre a salutare, O’Keefe ha anche pubblicato un altro tweet, affermando che non ha bisogno di usare la tastiera o la funzione vocale, e solo “pensare” può pubblicare informazioni.

Synchron ha sottolineato che questa è la prima volta che qualcuno parla direttamente sui social media attraverso BCI Questo momento simbolico apre la porta ai pazienti per rimanere in contatto con il mondo.

Nel 2020, hanno condotto uno studio simile e due pazienti hanno realizzato la digitazione e l’invio di testi, ma non hanno mostrato il processo al pubblico.

Il miracolo è il dispositivo di interfaccia cervello-computer di Synchron Stentrode, un piccolo array di elettrodi di tipo stent impiantato nel cervello attraverso la vena giugulare, che consente ai pazienti di “muovere gli arti attraverso il pensiero e controllare in modalità wireless dispositivi esterni”.

Stentrode richiede circa due ore di chirurgia minimamente invasiva, che secondo l’azienda viene eseguita in un “kit per angiografia ampiamente utilizzato”, simile al posizionamento di uno stent nel cuore.

O’Keefe, il protagonista dell’esperimento, è stato diagnosticato un congelamento nel 2015; nell’aprile 2020, ha iniziato a impiantare l’interfaccia cervello-computer di Synchron. L’attività cerebrale viene raccolta da sensori nei vasi sanguigni del cervello e trasmessa al computer attraverso il dispositivo toracico.

Dopo che il dispositivo è stato impiantato, tocca la caviglia sinistra per chiamare “clic del mouse”; il tracciamento oculare viene utilizzato per spostare il cursore.

A quel tempo, O’Keefe aveva perso molte abilità, almeno poteva controllare la sua mano per muovere il mouse e digitare lentamente.

Ma O’Keefe si aspettava da tempo che la sua malattia alla fine si sarebbe sviluppata al punto da non essere più in grado di digitare, usare un mouse o parlare, e il suo uso di interfacce cervello-computer sarebbe aumentato nel tempo.

Per i pazienti che sono completamente immobili, il dispositivo deve interagire direttamente con il cervello, non solo il monitoraggio degli occhi o il posizionamento di pulsanti su una sedia a rotelle.

Quindi ha partecipato attivamente all’ultimo esperimento, “altrimenti sarò furioso con lo status quo”.

Fortunatamente, tutti erano contenti dei risultati. Di recente, O’Keefe ha dichiarato in una dichiarazione che l’ultima tecnologia gli ha portato “molta indipendenza”:

Questo sistema è sorprendente, richiede pratica come imparare ad andare in bicicletta, ma una volta che inizi a rotolare, diventa molto naturale. Ora, voglio solo fare clic dove sul computer, quindi posso inviare e-mail, fare acquisti o utilizzare i social media.

Il CEO di Synchron, Thomas Oxley, ha affermato che il loro obiettivo immediato è agire sulla corteccia motoria e, in definitiva, sperare di “ottenere la trasmissione dei dati a tutto il cervello”.

Il cervello può essere un sistema di dati

Nel luglio di quest’anno, Synchron ha ricevuto l’approvazione normativa dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense ed è attualmente l’unica azienda approvata per una “sperimentazione clinica BCI su impianto permanente”.

Allo stesso tempo, la corsa per sviluppare e testare gli impianti neurali si sta scaldando.

Nel maggio di quest’anno , il team di ricerca della Stanford University ha combinato software di intelligenza artificiale e dispositivi di interfaccia cervello-computer per convertire la “scrittura mentale” in parole e frasi sullo schermo: un paziente con paralisi immagina di scrivere una certa lettera e di impiantare un sensore nel cervello Dopo aver ricevuto i segnali, l’algoritmo di intelligenza artificiale li trascrive sullo schermo del computer.

Nello studio, un partecipante chiamato T5 ha generato testo a una velocità di 90 caratteri (o 18 parole) al minuto. Quando è stato chiesto di digitare frasi di esempio, il tasso di errore del personaggio era inferiore all’1%; nel gioco libero, il tasso di errore del personaggio era leggermente superiore al 2%.

Già nel 2007, T5 ha quasi perso tutte le funzioni motorie sotto il collo a causa di una lesione del midollo spinale. Ha fatto capire al team di ricerca che il cervello conserva ancora la capacità di eseguire con precisione dopo più di dieci anni di silenzio corporeo.

Nel luglio di quest’anno, Paradromics, una società di neurotecnologia fondata nel 2015, ha raccolto 20 milioni di dollari USA I fondi saranno utilizzati per affinare il suo hardware Connexus, che è responsabile della conversione dei segnali bioelettrici del cervello in segnali digitali che i computer possono comprendere.

In parole povere, i quattro moduli sulla sommità della testa trasmettono i dati al quinto modulo impiantato nel cranio, che a sua volta trasmette i dati al sesto modulo sotto la pelle del torace, e infine trasmette i dati in modalità wireless a un portatile computer bloccato su una sedia a rotelle. .

In questo modo, l’attività cerebrale viene trasformata in comandi utilizzabili, come lo spostamento del cursore di un computer.Una tecnologia precedente è stata testata con successo sulle pecore e gli esperimenti sull’uomo saranno applicati per il prossimo anno.

Paradromics ha affermato che uno dei loro vantaggi è il gran numero di elettrodi, con il numero di elettrodi su ciascun modulo che raggiunge i 400, il che significa una qualità e una quantità di dati più ideali. Matt Angle, CEO di Paradromics, crede che il cervello sia un sistema di dati:

Una volta che inizi a capire che il modo migliore per descrivere il cervello è attraverso i dati, ridefinirai molte malattie classiche e difficili da trattare. Ad esempio, la soluzione biologica alla cecità potrebbe essere quella di tentare di rigenerare la retina, mentre il nostro metodo consiste nell’utilizzare un computer per trasmettere dati visivi alla parte destra del cervello.

Neuralink, una società di neurotecnologia fondata da Musk nel 2016, ha lanciato un chip driver AI impiantato nel cranio.

Questo chip ha le dimensioni di una moneta ed è collegato a un filo flessibile ultrasottile. Ogni filo ha uno spessore di circa 5 micron, 20 volte più sottile di un capello, e contiene un totale di 1024 elettrodi, che sono a forma di ventaglio nel cervello.

Gli elettrodi leggono l’attività cerebrale rilevando o stimolando i neuroni e, in teoria, possono persino scrivere l’attività cerebrale.

Compatibile con il chip è un robot di precisione, responsabile dell’impianto del chip e dei fili ultrasottili nel cervello, che spesso è difficile per le mani umane raggiungere tale stabilità. Il processo di installazione richiede solo poche ore e alla fine rimane una piccola cicatrice.

Nell’aprile di quest’anno hanno usato questo chip sulle scimmie. Nel video dimostrativo , la scimmia ha un joystick collegato al videogioco e quando muove con successo il cursore può assaggiare il frullato di banana.

Quando la scimmia usa il joystick, il chip registra la sua attività cerebrale e invia i dati al computer per analizzare cosa fa il suo cervello quando la scimmia muove la mano; quindi disabilita il joystick, sebbene la scimmia controlli abitualmente il gioco con il joystick. Ma in realtà questo processo è completamente realizzato dall’attività neurale decodificata.

In teoria, la stessa tecnologia può essere utilizzata per controllare le protesi, un altro “joystick fallito”. Musk ha dichiarato su Twitter all’epoca che “consentirà alle persone paralizzate di utilizzare gli smartphone più velocemente di quelle che usano i pollici”.

Un modo migliore per interagire con il cervello

Musk, a cui è stato dato il titolo di “clown, genio e industriale” dal “Times”, ha anche fatto commenti folli sul potenziale della tecnologia dell’interfaccia cervello-computer:

Può creare una “simbiosi” tra il cervello umano e un computer; consentire alle persone di “salvare e riprodurre i ricordi”; trattare la paralisi, la cecità, la perdita di memoria e altre malattie neurologiche; abilitare la “visione sovrumana” o consentire alle persone di chiamare attraverso la telepatia La loro Tesla.

Ma la tecnologia dell’interfaccia cervello-computer è ancora agli inizi ed è lontana dalla visione di Musk. La sua sicurezza a lungo termine deve essere valutata in più pazienti e ci sono molte sfide che devono essere superate.

Prima di tutto, qualsiasi dispositivo di interfaccia cervello-computer presenta dei rischi: nel tempo, gli elettrodi che entrano nel tessuto possono causare infiammazioni. Gli sviluppatori stanno studiando materiali che possono essere impiantati nel cervello umano per lungo tempo senza auto-deteriorarsi o causare infezioni.

I ricercatori stanno anche cercando altri modi per catturare l’attività cerebrale, come posizionare sensori non invasivi nel cranio o nelle orecchie, ma questo aumenta anche la distanza tra le cellule cerebrali e il sensore, il che influisce sulla risoluzione della registrazione e su ciò che i pazienti può fare di più limitato.

In secondo luogo, per ottenere più attività, il chip che legge i dati necessita di maggiore velocità e risoluzione, l’algoritmo per l’interpretazione dei dati deve essere più accurato e i cavi devono essere inseriti più in profondità nel cervello.

Il professore associato di neurobiologia, il dottor Jason Shepherd, una volta ha sottolineato che alcune malattie neurodegenerative sono difficili da risolvere con le attuali interfacce cervello-computer perché “comportamento complesso, apprendimento e memoria non sono regolati solo da un’area del cervello”.

Inoltre, man mano che l’interfaccia cervello-computer matura, sorgeranno inevitabilmente alcuni problemi di sicurezza, privacy ed etici. Dopotutto, non è impossibile in teoria impiantare chip nel cervello umano per ottenere dati grezzi del cervello.

Al momento, l’ultimo lavoro in neurotecnologia consiste nel registrare quante più cellule cerebrali o regioni cerebrali possibili in modo che gli scienziati possano leggere con maggiore precisione i segnali che supportano attività come la parola, il camminare e l’afferrare, e quindi convertire queste registrazioni neurali in istruzioni. Queste istruzioni quindi entrano nell’attrezzatura del robot o ritornano al sistema nervoso per produrre movimento, visione e persino tatto.

Una tendenza visibile è che sempre più venture capitalist prestano attenzione al campo delle interfacce cervello-computer. I dati della società di analisi PitchBook mostrano che a luglio, le startup di interfaccia cervello-computer hanno raccolto $ 132,8 milioni quest’anno, che è un terzo in più rispetto all’industria raccolta per l’intero anno l’anno scorso.

Secondo Business Insider, molte aziende di neuroscienze sono tra la fase di sviluppo e la fase di applicazione: è troppo presto per parlare della fase di sviluppo e c’è ancora molto lavoro da fare.

Almeno, le persone che sono state private della loro capacità atletica per vari motivi possono vederne la luce, godersi la connessione, la speranza e la libertà offerte dalla tecnologia e ancora una volta digitare facilmente “Hello World”.

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