Il dispositivo tocca le onde cerebrali per aiutare l’uomo paralizzato a comunicare

In un primo momento medico, i ricercatori hanno sfruttato le onde cerebrali di un uomo paralizzato incapace di parlare e hanno trasformato ciò che intendeva dire in frasi sullo schermo di un computer.

Ci vorranno anni di ricerche aggiuntive, ma lo studio, riportato mercoledì, segna un passo importante verso il ripristino di una comunicazione più naturale per le persone che non possono parlare a causa di lesioni o malattie.

“La maggior parte di noi dà per scontata la facilità con cui comunichiamo attraverso il linguaggio”, ha affermato il dottor Edward Chang, neurochirurgo dell’Università della California, a San Francisco, che ha guidato il lavoro. “È emozionante pensare che siamo proprio all’inizio di un nuovo capitolo, un nuovo campo” per alleviare la devastazione dei pazienti che hanno perso questa capacità.

Oggi, le persone che non possono parlare o scrivere a causa della paralisi hanno modi di comunicare molto limitati. Ad esempio, l’uomo nell’esperimento, che non è stato identificato per proteggere la sua privacy, utilizza un puntatore attaccato a un berretto da baseball che gli consente di muovere la testa per toccare parole o lettere su uno schermo. Altri dispositivi possono rilevare i movimenti oculari dei pazienti. Ma è una sostituzione frustrantemente lenta e limitata per il discorso.

Toccare i segnali del cervello per aggirare una disabilità è un campo caldo. Negli ultimi anni, esperimenti con protesi controllate dalla mente hanno permesso alle persone paralizzate di stringere la mano o bere un drink usando un braccio robotico: immaginano di muoversi e quei segnali cerebrali vengono trasmessi attraverso un computer all’arto artificiale.

Il team di Chang si è basato su quel lavoro per sviluppare una “neuroprotesi vocale” – decodificare le onde cerebrali che normalmente controllano il tratto vocale, i piccoli movimenti muscolari delle labbra, della mascella, della lingua e della laringe che formano ogni consonante e vocale.

Volontario per testare il dispositivo era un uomo sulla trentina che 15 anni fa ha subito un ictus al tronco cerebrale che ha causato una paralisi diffusa e lo ha privato della parola. I ricercatori hanno impiantato elettrodi sulla superficie del cervello dell’uomo, sopra l’area che controlla il linguaggio.

Un computer ha analizzato i modelli quando ha tentato di dire parole comuni come “acqua” o “buono”, diventando alla fine in grado di distinguere tra 50 parole che potrebbero generare più di 1.000 frasi.

Richiesto con domande come “Come stai oggi?” o “Hai sete” il dispositivo alla fine ha permesso all’uomo di rispondere “Sono molto bravo” o “No, non ho sete” – non pronunciando le parole ma traducendole in testo, ha riferito il team nel New England Journal of Medicine .

Ci vogliono dai tre ai quattro secondi prima che la parola appaia sullo schermo dopo che l’uomo ha provato a pronunciarla, ha detto l’autore principale David Moses, un ingegnere nel laboratorio di Chang. Non è così veloce come parlare, ma più veloce che scrivere una risposta.

In un editoriale di accompagnamento, i neurologi di Harvard Leigh Hochberg e Sydney Cash hanno definito il lavoro una “dimostrazione pionieristica”.

Hanno suggerito miglioramenti ma hanno detto che se la tecnologia funziona, alla fine potrebbe aiutare le persone con lesioni, ictus o malattie come la malattia di Lou Gehrig il cui “cervello prepara i messaggi per la consegna ma quei messaggi sono intrappolati”.

Il laboratorio di Chang ha trascorso anni a mappare l’attività cerebrale che porta alla parola. In primo luogo, i ricercatori hanno posizionato temporaneamente degli elettrodi nel cervello dei volontari sottoposti a intervento chirurgico per l’epilessia, in modo da poter abbinare l’attività cerebrale alle parole pronunciate.

Solo allora era il momento di provare l’esperimento con qualcuno incapace di parlare. Come facevano a sapere che il dispositivo interpretava correttamente le sue parole? Hanno iniziato facendogli provare a dire frasi specifiche come “Per favore, porta i miei occhiali”, piuttosto che rispondere a domande aperte fino a quando la macchina non ha tradotto accuratamente la maggior parte del tempo.

I prossimi passi includono modi per migliorare la velocità, l’accuratezza e le dimensioni del vocabolario del dispositivo – e forse un giorno consentire una voce generata dal computer anziché il testo su uno schermo – mentre testano un piccolo numero di volontari aggiuntivi.

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