Dal pensiero alla parola: il decoder che “traduce” in suoni i messaggi del cervello

La speranza per i pazienti colpiti da malattie neurodegenerative, che hanno perso l’uso della parola

Quante volte capita di stare a contatto, per via diretta o indiretta, con persone che – a causa di incidenti molto gravi che hanno leso specifiche aree del cervello, o per patologie a decorso progressivo – non riescono più a parlare? Il dispositivo in questione ha come target proprio questi sfortunati individui, che potrebbero riacquistare “voce in capitolo” nella vita di ogni giorno.

 

(fonte: raiawadunia.com)

La parola: un segnale elettrico

Come ogni cosa nel nostro organismo, la parola e i processi che coinvolgono la relativa muscolatura facciale e dell’apparato fonatorio, è regolata dal sistema nervoso – il “grande computer” che gestisce la macchina perfetta del nostro corpo.

Dal cervello passano tutte le intenzioni di movimento e c’è tutta la pianificazione delle nostre azioni, volontarie o involontarie.

Può capitare però che l’efficienza del nostro “grande computer” venga compromessa: vuoi per incidenti molto gravi (traumi), o peggio per patologie a carattere neurodegenerativo (progressive, causano morte dei terminali nervosi e quindi impediscono la trasmissione dei segnali).

I pazienti colpiti da malattie come la SLA o il morbo di Parkinson e che hanno perso la facoltà di parlare hanno a disposizione un rivoluzionario dispositivo in grado di convertire direttamente in parole l’attività elettrica del cervello. Si tratta di un traguardo tecnologico importante, che permetterà a milioni di persone che hanno perso la parola di tornare a comunicare in maniera simile a quella naturale.

 

Lo studio

Il sistema di codifica è un sofisticato insieme di hardware e software ed è stato sviluppato alla University of California, San Francisco da Edward Chang e dal suo gruppo di collaboratori.

Come si vede dal video, Il dispositivo intercetta i segnali elettrici emessi dal cervello per comandare lingua, labbra, laringe e tutti gli organi dedicati alla fonazione, elabora questo complesso mix di segnali e permette di ricavare la sequenza di suoni di cui avrebbe dovuto comandare l’emissione, e quindi le parole e le frasi.

I ricercatori per lo studio hanno chiesto aiuto a cinque pazienti che dovevano subire un intervento al cervello per problemi di epilessia.

Impiantati degli elettrodi nelle aree dedicate alla fonazione, hanno poi chiesto ai pazienti di leggere ad alta voce diverse centinaia di frasi da vari libri e hanno registrato l’attività del cervello.

I dati sono stati messi infine in relazione con un database che associa i movimenti degli organi alle parole.

Stephen Hawking (fonte: Time Magazine)

I limiti e i passi avanti

Il famoso apparecchio utilizzato da Stephen Hawking per esempio permetteva la composizione delle parole grazie ai movimenti oculari. I più evoluti di questi dispositivi riescono a riprodurre 8-10 parole al minuto, contro le oltre 100 del linguaggio naturale.

Il decoder di Chang è all’avanguardia sotto questo aspetto: intercettando direttamente l’impulso elettrico del cervello, riesce invece a sostenere il ritmo di una normale conversazione.

Tuttavia, come è possibile anche vedere dal video, non manca di lacune: non è ancora in grado di distinguere correttamente la “b” e la “p” e ha qualche difficoltà nelle parole inglesi che contengono il suono “sh”.

In conclusione, la strada per l’ottimizzazione è ancora lunga, ma ci si augura di vederlo presto in aiuto dei più bisognosi.

Umberto Raiola

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