I pazienti paralizzati utilizzano i nuovi stent cerebrali e le IA per controllare i computer

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Uno nuovo studio della Stentrode BCI permette ai pazienti paralizzati di svolgere nuovamente i task giornalieri, grazie alle IA (intelligenze artificiali) e ad una nuova tecnologia di stent cerebrali.

Può la mente umana da sola controllare gli strumenti digitali esclusivamente con il cervello?

Gli scienziati affiliati all’Università di Melbourne e Synchron Inc. hanno pubblicato su Journal of NeuroIntervantional Surgery il primo studio su uomo della  Stentrode™, una protesi neurale wireless che usa il machine learning e uno stent.

La tecnologia Stentrode™ e la BCI

Ciò che rende la tecnologia Stentrode™ unica è che è uno stent che registra l’attività cerebrale all’interno dei vasi sanguigni del cervello. L’impianto avviene attraverso la vena giugulare in modo che non ci sia bisogno di un intervento al cervello. La piattaforma tecnologica è sviluppata dall’Università di Melbourne, in una collaborazione con il Royal Melbourne Hospital, il Florey Institute of Neuroscience and Mental Health, l’Università Monash e la Synchrone Inc.

Un’intrerfaccia cervello-computer (BCI) permette una comunicazione bidirezionale tra il cervello biologico e una macchina. Nel campo della salute e delle scienze, la speranza è che la BCI possa aiutare coloro con paralisi e disturbi cerebrali a riavere un’indipendenza.

La Synchron Inc. è una start-up clinica neurovascolare e bioelettronica con fondi molto alti. È stata fondata da Thomas Oxley e Nicholas Opie nel 2016 nella Silicon Valley. Il confondatore, Oxley, un PhD e medico con oltre 50 brevetti registrati, ha ottenuto un primo finanziamento con una call per potenziali investitori a fondo perduto. La call è stata un successo dato che Oxley ha già raccolto 25 milioni di dollari.

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Il precedente presidente americano Barack Obama ha conosciuto questa tecnologia. L’ha descritta come “potenziale per trasformare le vite dei nostri veterani feriti e di chi ha delle disabilità”.

I risultati dello studio

In questa BCI emersa dallo studio, i ricercatori hanno impiantato a due pazienti affetti da sclerosi laterale amiotrofica (ALS) una BCI Stentrode nel vaso sanguigno all’interno del cervello in una procedura poco invasiva. Nello specifico, la locazione dell’impianto è vicina alla corteccia motoria primaria nel seno sagittale superiore vicino al solco precentrale.

“I partecipanti hanno avuto una formazione assistita al machine-learning per usare i segnali trasmetti wireless all’elettrocorticografia associati ai movimenti per controllare le azioni attraverso click multipli, includendo lo zoom e il click con la sinistra” hanno scritto i ricercatori nello studio.

Sul primo partecipante i ricercatori hanno impiegato una macchina a vettori di supporto (SVM). Si tratta di un modello supervisionato di machine learning che può processare la trasformazione di dati complessi e una funzione a base radiale gaussiana. Per il secondo partecipante è stata applicata un classificatore della soglia.

Per entrambi i partecipanti, la predizione dal livello di classificazione è passata attraverso un livello che interpreta le proiezioni in comandi come movimenti del click.

“Usato in combinazione con un tracciatore dei movimenti oculari per la navigazione, i partecipanti hanno raggiunto il controllo del sistema operativo Windows 10 per condurre attività strumentali della vita quotidiana (IADL)” hanno scritto i ricercatori.

Lo studio ha riportato i risultati dell’accuratezza della selezione dei click con una media di circa il 93%.

Le IA e gli stent cerebrali in aiuto a pazienti paralizzati

La BCI ha permesso ai partecipanti di usare gli impulsi cerebrali per controllare gli strumenti digitali.

Entrambi i partecipanti sono stati in grado indipendentemente di performare attività come gestione delle finanze, lo shopping online e mandare messaggi.

“Questi sono i primi dati su uomini che dimostrano il potenziale delle protesi motorie neurali endovascolari per avere il controllo di strumenti digitali con comandi multipli nelle persone con paralisi. E, quando sono combinati con l’eye-tracking, per migliorare l’indipendenza funzionale” hanno dichiarato i ricercatori.

Con questi nuove prove sugli umani, gli scienziati hanno raggiunto un’importante pietra miliare con la BCI. Gli avanzamenti con l’IA combinati con la neuroscienza offrono a chi soffre di gravi paralisi una nuova speranza per un futuro migliore e più indipendente.

 

Articolo liberamente tradotto e adattato. Fonte: Psychology Today.

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