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Come il linguaggio può essere ricostruito da onde cerebrali
I ricercatori dell'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) hanno raggiunto una svolta nella ricerca sul cervello. Sono stati in grado di ricavare suoni dall'attività cerebrale dei soggetti che la persona sta attualmente dicendo. I ricercatori hanno anche ricostruito parole e frasi. Il metodo, che è stato sviluppato da Karlsruher insieme ai ricercatori dell'American Wadsworth Center, è chiamato "brain-to-text". Soprattutto per le persone che soffrono di sindrome bloccata, questa scoperta potrebbe essere rivoluzionaria. I loro risultati hanno pubblicato gli scienziati sulla rivista "Frontiers in Neuroscience".
La lingua diventa visibile attraverso le onde cerebrali
"È stato a lungo ipotizzato se sia possibile una comunicazione diretta tra uomo e macchina tramite onde cerebrali", ha detto la professoressa di informatica Tanja Schultz, che ha guidato lo studio presso il Cognitive Systems Lab di KIT, in una dichiarazione dall'Istituto. "Siamo stati in grado di dimostrare che le onde cerebrali possono essere utilizzate per riconoscere singoli suoni del parlato e frasi complete continuamente pronunciate."
Immagine: psdesign1-fotolia Come parte della loro indagine, i ricercatori hanno inserito un epitelio di elettrodi direttamente nella corteccia cerebrale di sette pazienti affetti da epilessia negli Stati Uniti. Il cervello era già stato esposto ai pazienti per la terapia dell'epilessia comunque. Utilizzando gli elettrodi posizionati sulla testa dall'esterno e misurando l'attività cerebrale, la procedura non è ancora fattibile.
"Per la prima volta, possiamo osservare il cervello mentre parliamo", ha detto Schultz all'agenzia di stampa "dpa". Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di monitorare l'attività cerebrale fino all'attivazione dei muscoli degli organi articolari con i neuroni nella corteccia cerebrale. Le attività sono state rese riconoscibili dai colori. "Più alta è l'attività, più caldo è il colore", continua Schultz.
I ricercatori del cervello creano un database di 50 suoni diversi
I soggetti dovevano parlare alcuni testi, come un discorso dell'ex presidente degli Stati Uniti John F. Kennedy o semplici filastrocche. Dal momento che i ricercatori erano a conoscenza del suono pronunciato, erano in grado di creare database con circa 50 prototipi sonori basati sulle onde cerebrali misurate. Utilizzando algoritmi, i ricercatori sono stati in seguito in grado di riconoscere ciò che è stato detto, basato esclusivamente sulle onde cerebrali. I suoni sono stati considerati in relazione alle parole e alle frasi dell'intera frase. "Questo ci dà ottimi risultati, che in termini di qualità sono ancora lontani dal riconoscimento vocale acustico, ma sono già molto meglio di quanto non siano raccomandati", afferma Schultz.
Per il "brain-to-text" sono stati usati metodi di elaborazione del segnale e riconoscimento vocale automatico. "Oltre al riconoscimento della parola dai segnali cerebrali, questi consentono un'analisi dettagliata delle regioni del cervello coinvolte nel processo linguistico e delle loro interazioni", spiegano Christian Herff e Dominic Heger, che hanno sviluppato il sistema come parte dei loro studi di dottorato, nella comunicazione KIT.
Finora, tuttavia, il nuovo metodo è stato testato solo in sette pazienti, di cui solo cinque minuti sono disponibili durante gli esami. In futuro, soprattutto le persone che soffrono della cosiddetta sindrome bloccata potrebbero trarre beneficio da "testo cerebrale morto". Anche se le persone colpite sono coscienti, non riescono a capirsi a causa della paralisi. (Ag)