MACCHINA TELEPATICA : RICOSTRUISCE IL DISCORSO DELLE ONDE CEREBRALI

VIDEO : Con l’aiuto della tecnologia è ora possibile leggere la voce interiore di qualcuno. Ascoltate come frasi interiori vengono ricostruite utilizzando due diversi modelli.

Mentre leggi questa frase, è probabile che senti le parole nella tua testa. Ora, grazie alla telepatia tecnologica, anche altri sono sul punto di poter sentire il tuo dialogo interiore. Tramite la scansione visuale dell’interno del cervello, è possibile ricostruire le frasi dall’attività che avviene quando sentiamo qualcuno che parla.

Poiché si pensa che questa attività cerebrale sia simile sia se ascoltiamo una frase sia se pensiamo la stessa frase, la scoperta ci porta un passo più vicini a trasmettere i nostri pensieri interiori al mondo senza parlare. Le implicazioni sono enormi – persone rese mute da una paralisi o da una lesione cerebrale potrebbero riguadagnare la loro voce. Potrebbe anche essere possibile leggere la mente di qualcuno.

Immaginate un musicista che guarda un pianoforte riprodotto senza suono, dice Brian Pasley dell’Università della California, Berkeley. “Se un pianista esperto stesse guardando un pianoforte riprodotto in tv con il suono a volume zero, sarebbe ancora in grado di capire come è la musica perché sa quale nota corrisponde a ogni tasto”, spiega Pasley. La sua squadra ha fatto qualcosa di analogo con le onde cerebrali, collegando le aree neurali ai loro rumori corrispondenti.

Come il cervello converta il parlato in informazioni significative è ancora un po’ un puzzle. L’idea di base è che il suono attiva i neuroni sensoriali, che poi passano queste informazioni a differenti aree del cervello in cui vari aspetti del suono vengono estratti ed eventualmente percepiti come linguaggio. Pasley e colleghi chiedevano se potevano identificare in quali aree alcuni degli aspetti più vitali del discorso vengono elaborati dal cervello.

Il gruppo ha presentato parole pronunciate e frasi a 15 persone che dovevano operarsi a causa di epilessia o di un tumore al cervello. Elettrodi registrato l’attività neurale dalla superficie delle circonvoluzioni temporali superiori e medie – un’area del cervello vicino all’orecchio che è coinvolto nella elaborazione del suono. Da queste registrazioni, il team di Pasley ha iniziato a decodificare quali aspetti del linguaggio fossero collegati a quale tipo di attività cerebrale.

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Il suono è costituito da diverse frequenze che vengono separate nel cervello e elaborate in zone differenti. “In poche parole, una porzione [di neuroni] potrebbe occuparsi solo di una gamma di frequenza di 1000 hertz e non occuparsi di niente altro. Un’altra porzione potrebbe occuparsi di una frequenza di 5000 hertz”, spiega Pasley. “Possiamo guardare la loro attività e identificare di quale frequenza si occupano. Dal che si può supporre che, quando l’attività di quella porzione è in aumento, c’è stato un suono con quella frequenza.”

La frequenza non è l’unica informazione che è possibile estrarre. Altri aspetti del discorso, come ad esempio anche il ritmo delle sillabe e le fluttuazioni delle frequenze sono importanti per la comprensione del linguaggio, dice Pasley.

“L’area del cervello da cui stanno registrando è quella che connette l’area che elabora il suono e l’area che permette di interpretare e formulare una risposta”, dice Jennifer Bizley, ricercatrice sulla funzione uditiva presso l’Università di Oxford. “Le caratteristiche che possono ricavare da questa zona sono quelle veramente importanti per la comprensione del parlato.”

La squadra di Pasley è stata in grado di correlare molti di questi aspetti del discorso all’attività neurale che ha luogo nello stesso tempo. Hanno poi ricavato un algoritmo per interpretare l’attività neurale e creare uno spettrogramma da esso (vedi figura). Questa è una rappresentazione grafica del suono che raffigura quanto di quella frequenza si sta verificando in dato un periodo di tempo. Hanno testato l’algoritmo confrontando spettrogrammi ricostruiti esclusivamente da attività neurale con uno spettrogramma creato dal suono originale.

Hanno usato anche un secondo programma per convertire lo spettrogramma ricostruito in voce udibile. “Gli ascoltatori sentendo le ricostruzioni audio possono essere in grado di tirare fuori similitudini grossolane tra parola reale e parole costruite”, spiega Pasley. Quando alla rivista New Scientist ascoltarono le parole, riuscirono solo a capire “Waldo” e “struttura”. Tuttavia, per la squadra la sua fedeltà fu sufficiente a identificare singole parole utilizzando l’analisi del computer.

Fondamentale per future applicazioni di questa ricerca è la prova che anche il solo pensare alle parole promuove un’attività del cervello che assomiglia al sentire quelle parole pronunciate ad alta voce.

“Sappiamo che per gran parte della nostra elaborazione sensoriale, l’immagine mentale attiva reti molto simili”, dice Steven Laureys dell’Università di Liegi, in Belgio. Dobbiamo essere in grado di dimostrare che anche il solo pensare le parole è sufficiente, il che sarebbe utile in ambiente medico, soprattutto per i pazienti impossibilitati a esprimersi, dice.

“E ‘qualcosa che vorremmo perseguire”, dice Pasley. La sua non è l’unica squadra che spera di produrre suoni dai pensieri. Frank Guenther della Boston University, Massachusetts, ha interpretato i segnali del cervello che controllano la forma della bocca, delle labbra e della laringe durante il discorso per capire quale forma una persona sta tentando di far assumere al suo apparato vocale e di conseguenza quale parola sta cercando di pronunciare. Hanno provato il loro software su Erik Ramsey , che è paralizzato e ha avuto un elettrodo impiantato nella sua corteccia fono-motoria. Attualmente il software è abbastanza buono per produrre alcuni suoni vocalici, ma non suoni più complessi.

Laureys sta anche lavorando su metodi per distinguere l’attività cerebrale in corrispondenza con “sì” e “no” a persone che non possono parlare. Altri neuroscienziati stanno escogitando metodi simili per comunicare con i pazienti in stato vegetativo, monitorando l’attività cerebrale mediante fMRI.

“Certo, sarebbe molto meglio se si potesse decodificare le loro risposte, le loro parole e pensieri”, dice.

L’ nformazione uditiva viene elaborata in modo analogo in tutti noi quindi in questo senso il nuovo modello può essere applicato a tutti, dice Pasley, ma le impostazioni certamente hanno bisogno di essere personalizzate all’individuo a causa delle differenze anatomiche tra cervelli diversi. Dice che il processo di formazione è breve e prevede l’ascolto di suoni. Dopo che il modello è formato può essere usato per predire una frase – perfino se contiene parole che il modello non ha sentito prima.

Pasley dice che la tecnologia per trasformare questa idea in realtà è disponibile. “Gli impianti trasmettono i segnali registrati ad un decodificatore che converte i segnali in comandi di movimento, nel nostro caso, un discorso”. Vuole sviluppare interfacce impiantabili, sicure e senza cavi, per l’uso a lungo termine.

Nessuno leggerà i nostri pensieri tanto presto, dice Jan Schnupp, anche lui a Oxford, poiché solo un piccolo numero di persone operate al cervello avrà questi dispositivi impiantati.

Ma per chi ha bisogno di una voce questo lavoro è un passo avanti. “Si aggiunge alla affascinante letteratura sulla decodificazione dei pensieri, che sta diventando sempre più precisa”, afferma Laureys. “Abbiamo motivo di essere ottimisti.”

Non sappiamo se ottenere frasi da pensieri sia già possibile, dice Pasley – ma è ottimista. “Certamente la speranza c’è.”

Riferimento ufficiale: PLoS Biology , DOI: 10.1371/journal.pbio.1001251

Traduzione a cura di Gioia C.

FONTE ORIGINALEhttp://www.newscientist.com/article/dn21408-telepathy-machine-reconstructs-speech-from-brainwaves.html?full=true

Per saperne di piùhttp://www.newscientist.com/article/mg21028141.600-mind-readers-eavesdropping-on-your-inner-voice.html

Editorialehttp://www.newscientist.com/article/mg21328503.900-braineavesdropping-tech-cant-steal-your-thoughts.html

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