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    Impianti cerebrali con microchip

    di Antonio Regalado

    Una settimana fa, in migliaia hanno guardato la diretta streaming della prima presentazione pubblica di Neuralink, l’azienda che Elon Musk ha creato due anni fa con l’obiettivo di controllare computer e smartphone con la mente umana.

    L’evento di tre ore è stato un mix spettacolare di marketing  e divulgazione scientifica. Musk e i suoi collaboratori hanno descritto il progetto dell’interfaccia cervello-macchina a cui stanno lavorando: decine di fili sottili per raccogliere segnali nel cervello che le persone con paralisi possano controllare con le loro menti. Lo scopo finale è quello di collegare questi fili ad un trasmettitore di pensiero che si cela dietro l’orecchio come un apparecchio acustico.

    “MIT Technology Review” ha parlato con un gruppo di esperti per capire quanto sia originale e innovativa la tecnologia di Neuralink. In particolare con Adam Marblestone, un teorico delle neuroscienze di DeepMind, di Google, che ha fornito un quadro generale, di cui presentiamo il resoconto suddiviso per argomenti.

    Progetto: L’idea dell’azienda non è nuova. Già da quindici anni, gli scienziati stanno sperimentando impianti cerebrali su pazienti per consentire loro di muovere i cursori del computer o le braccia del robot, ma solo in contesti di ricerca.

    Design: La novità di Neuralink è che l’azienda sta progettando un’interfaccia miniaturizzata e affidabile che sia realmente impiantabile nella testa del paziente. “Concettualmente è un passo avanti fondamentale. Abbiamo bisogno di uscire dal laboratorio e trasformare le conoscenze in un prodotto di base”, afferma Andrew Schwartz, esperto di interfacce cerebrali dell’Università di Pittsburgh.

    Schwartz ha già condotto esperimenti con due persone paralizzate nel suo laboratorio ed è riuscito a far esercitare loro, con la mente, il controllo su un braccio robotico. Ma il set-up sperimentale è così complicato (incluso un filamento di grasso che viene inserito nelle teste dei pazienti), che i soggetti interessati non possono utilizzarlo a casa.

    Secondo Schwartz, Neuralink sembra muoversi nella direzione giusta per realizzare un impianto cerebrale valido per la vita quotidiana, anche se ci tiene a precisare: “Non so quanto sia realizzabile”.

    Il processore: Musk e collaboratori hanno mostrato un microchip che ha il compito di trasformare il brusio elettrico dei neuroni in segnali digitali nitidi. Il chip si dedica a una sola attività e consuma meno energia possibile, caratteristica essenziale se impiantato in un cranio.

    “Non sarà necessario cambiare le batterie ogni due ore”, afferma Andrew Hires, un professore associato di scienze biologiche presso la University of Southern California. Hires afferma che Neuralink “ha messo insieme le tecniche d’avanguardia del settore” come non è mai stato fatto prima. L’unico dispositivo ancora assente dalla demo di Neuralink è un trasmettitore wireless, di cui altre aziende hanno già dimostrato la validità.

    Gli elettrodi: Neuralink ha parlato di fili polimerici sottili, flessibili, che vuole impiantare nel cervello dei pazienti. Gli elettrodi flessibili sono simili alle tecnologie sviluppate altrove, per esempio da Chong Xie dell’Università del Texas, ad Austin. “Si tratta di tecnologie di ultima generazione, ma a ben vedere nulla di particolarmente rivoluzionario”, spiega Hires.

    Neuralink afferma di aver monitorato circa 1.000 neuroni in un ratto. Ma il numero non deve stupire, perché non è un record e potrebbe anche non essere un prerequisito per acquisire i segnali cerebrali necessari per le applicazioni che Neuralink sta sviluppando.

    Il controllo di soli 30 neuroni nella corteccia motoria del cervello di un volontario mentre immagina di muovere il braccio è sufficiente per consentire di controllare il cursore di un computer su uno schermo.

    A sinistra,gli elettrodi filiformi nel cervello di un animale sono in grado di monitorare i neuroni. A destra, un topo con un chip di computer con presa USB. NEURALINK

    Longevità: Quanto durerà un impianto? La longevità potrebbe rappresentare un serio problema per Neuralink. Mentre gli elettrodi sottili e flessibili possono resistere più a lungo e provocare meno danni, l’affidabilità è un nodo difficile da sciogliere quando si parla del cervello in quanto gli elettrodi causano la gliosi, vale a dire dei danni ai tessuti.

    In un tweet, Jacob Robinson, un professore della Rice University, ha ricordato un’affermazione dello stesso Musk in cui si diceva che il problema è “ancora da risolvere”. Robinson ha osservato che è difficile accelerare i test sugli animali per stabilire la durata dei diversi materiali degli elettrodi. Il tempo è uguale per tutti, anche per i miliardari.

    Il robot chirurgo: Neuralink afferma di aver sviluppato un robot neurochirurgico che inserisce automaticamente i fili sottili dell’elettrodo nel cervello in punti precisi, evitando i vasi sanguigni, ad un ritmo di sei al minuto. “È un robot fantastico e ci è voluto molto lavoro”, afferma Schwartz.

    Gli è stato chiesto se fosse stato utilizzato un nuovo transistor. La risposta è stata negativa. L’altro giorno, la DARPA ha annunciato su twitter di aver finanziato lo sviluppo iniziale del robot chirurgo che Neuralink ha presentato come una sua idea.

    Neuroscienze: Al di là di tutti gli effetti speciali della diretta streaming, Musk e collaboratori non hanno detto nulla di quali informazioni stanno raccogliendo e dei progetti a breve termine. L’azienda ha dato lk’idea di nascondere i dati reali raccolti dal cervello degli animali per una futura presentazione.

    L’immagine promozionale: Neuralink ha distribuito l’immagine di un modello femminile che indossava un dispositivo per apparecchi acustici dietro l’orecchio. Non si trattava del dispositivo reale che stanno usando, ma di un rendering di come dovrebbe essere alla fine (Al momento, l’interfaccia utilizzata sui ratti deve ancora essere collegata a un cavo).

    L’aspetto paradossale è che una foto molto simile si è già vista. Nel 1999, “Red Herring”, una rivista che si occupa di innovazione tecnologica, è salita all’onore delle cronache mondiali con una storia su un presunto dispositivo “telepatico” per l’invio di e-mail. Molte persone ci hanno creduto, grazie in parte a un rendering di un dispositivo per le orecchie molto simile a quello dell’immagine di Neuralink.

    Test su persone con paralisi: Anche in questo caso niente di particolarmente nuovo. Max Hodak, presidente di Neuralink, ha detto che l’azienda vuole sperimentare l’interfaccia su cinque persone paralizzate per aiutarle a spostare un cursore o digitare su un computer con i loro pensieri.

    In un certo senso, è il test più semplice che avrebbero potuto scegliere: numerosi esperimenti simili sono stati condotti sin dagli anni Duemila. Ma c’è spazio per miglioramenti, specialmente se Neuralink può trasmettere il feedback dei dati sensoriali al cervello. È difficile usare un robot che non trasmette alcuna sensazione di ritorno.

    Prodotto di consumo: A lungo termine, Musk e collaboratori puntano a creare un’interfaccia cerebrale per tutti, non solo per i malati gravi. Questa idea è l’aspetto più innovativo e controverso dell’intero progetto Neuralink.

    È difficile immaginare che le persone si sottopongano a un intervento chirurgico al cervello se non ne hanno bisogno, anche se la procedura, come spiega Neuralink, è semplice come la Lasik, una tecnica chirurgica per la correzione della vista.

    Se le protesi cerebrali personali siano un’idea interessante o infelice sembra essere una questione di opinione. “Mia moglie mi ha detto che non è assolutamente interessata”, afferma Hires. Ma non è detto che valga anche per i nostri figli.

    Linea del tempo: Neuralink dice che vuole impiantare il suo sistema in volontari affetti da paralisi entro la fine del 2020. Qualche anno fa, Musk ha detto che voleva testare un dispositivo di telepatia per persone sane entro un decennio. Non sappiamo bene che pensare, ma è chiaro che ci proverà.

    Per capire qual è la posizione di Neuralink si può leggere il white paper di “Elon Musk e Neuralink” o guardare il webcast Neuralink.

    Immagine: Neuralink

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