BRAINGATE

La Food and Drug Administration, l'organismo americano che supervisiona il mercato dell'alimentazione e della sanità, ha dato il via libera alla sperimentazione clinica di impianti elettronici nel cervello. La notizia, pubblicata dal New York Times, è destinata a fare rumore.

L' ”interfaccia neurale”, chiamata “BrainGate”, è di proprietà della Cyberkinetics, un'azienda del Massachusetts che aveva chiesto alla FDA il permesso di poterla sperimentare sugli esseri umani già nel gennaio scorso.

Ma di che si tratta? Di un vero e proprio “neuro-chip” da impiantare sulla corteccia cerebrale, giusto sopra l'orecchio destro, nel tentativo di interpretare i segnali provenienti dai neuroni ed elaborarli tramite un computer. Si tratta di un dispositivo composto da un array di un centinaio di elettrodi capaci di monitorare un alto numero di neuroni. Per impiantarli, viene praticato un piccolo foro nella scatola cranica al di sopra dell'orecchio e in quella sede viene piazzato il “sensore” da 2 millimetri, a diretto contatto con la parte della corteccia cerebrale che controlla il movimento. L'array verrà spinto nella corteccia fino ad una profondità non superiore al millimetro.

“L'impianto - afferma l'azienda - consentirà la raccolta dei segnali dalla corteccia, affinché vengano elaborati e analizzati, producendo in questo modo una interfaccia con un personal computer. In questo modo, BrainGate dovrebbe consentire a questi pazienti di utilizzare il computer come mezzo per comunicare e controllare semplici dispositivi che si

trovano nel loro ambiente”.

Alla Cyberkinetics dicono che il dispositivo - già testato con successo sulle scimmie - potrebbe essere sul mercato per il 2007. La sperimentazione appare giustificata in vista dell'uso del BrainGate per ridare autonomia ai cerebrolesi. Come ha sottolineato uno dei fondatori della Cyberkinetics, nonché preside del Dipartimento di Scienze Neurologiche della Brown University, John P. Donoghue, “il controllo cerebrale può sostituire quello manuale”.

NEURAL PROSTHESIS PROGRAM

Alan Rudolph della DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), ad esempio, tempo fa dichiarava che il Neural Prosthesis Program produrrà una nuova generazione di elettrodi, chip e software per computer che potranno consentire ai soldati di controllare arti artificiali superveloci, di pilotare veicoli a distanza e di guidare robot mobili in ambienti pericolosi, usando solo la forza del loro pensiero. Apparecchi

che velocizzeranno i processi decisori, miglioreranno le capacità cognitive e la memoria e renderanno possibile comunicare senza fili tra cervelli di persone diverse.

THE TURING OPTION

Fantascienza o fantarealtà? Sempre più difficile dirlo. Di certo, lo scopo non dichiarato di queste sperimentazioni è quello di giungere alla riprogrammazione neurale e a tecniche neuro-informatiche di lavaggio del cervello proprio come quelle immaginate da Harry Harrison e Marvin Minsky in "The Turing Option".

(Pubblicato su Ecplanet 28-04-2004)

CyberKinetics' BrainGate enables thought-control 20 ottobre 2004

Neural Interfaces Program

Neuroprosthetics - Wikipedia

Book Reviews: The Turing Option

NANO-NEURO-CHIP

Ricercatori dell'Università della California hanno prelevato dei neuroni dal cervello di un topo da far crescere su uno strato di nanotubi a parete multipla. Lo scopo è di realizzare interfacce neuro-informatiche che consentiranno un più diretto controllo di dispositivi bioprotesici.

I nanotubi a parete multipla non sono altro che un insieme nidificato di singoli nanotubi. I ricercatori dell'Università della California stanno producendo nanotubi con cariche elettriche positive, negative e neutrali, attaccando cellule neuronali prelevate dall'ippocampo di un topo alla fine dei tubi. La carica di superficie dei nanotubi può essere usata per controllare la crescita delle diramazioni nervose (neuriti) dei neuroni.

L'obiettivo è riuscire ad integrare i nanotubi con le cellule nervose. La ricerca è volta a sperimentare un'interfaccia neuro-informatica che colleghi direttamente i neuroni ai dispositivi al silicio dei computers, usando i nanotubi al carbonio come intermediari. Secondo i ricercatori, per vedere in funzione delle interfacce bio-nanotecnologiche di questo tipo ci vorranno ancora 10 o 20 anni.

(Pubblicato su Ecplanet 07-07-2004)

Carbon Nanotube Neuron Interface 20 novembre 2008

REAL MATRIX

Un ricercatore Sony ha brevettato una tecnologia che, se risultasse applicabile, potrebbe rivoluzionare il modo in cui l'uomo comunica, si diverte e interagisce con i media.

La tecnologia di cui si parla nel brevetto 6.729.337 rilasciato dal Patent Office americano ricorda da vicino certa fantascienza mainstream. In un articolo apparso su New Scientist si spiega che la tecnologia, ideata dal ricercatore americano Thomas Dawson, descrive un modo per trasmettere informazioni sensoriali al cervello utilizzando impulsi ultrasonici di opportuna frequenza diretti verso aree specifiche della corteccia cerebrale.

Tale sistema, descritto come “del tutto non invasivo”, avrebbe la straordinaria facoltà di permettere a persone sorde o cieche di ricevere suoni e immagini: la possibilità di trasmettere le informazioni sensoriali direttamente al cervello consentirebbe infatti di bypassare le funzionalità di occhi e timpani. Essendo Sony uno dei più grandi colossi dei videogame, è però facile immaginare come fra le applicazioni di questa tecnologia vi potrebbero essere molto probabilmente sistemi d'intrattenimento digitali capaci di ricreare odori, sapori e sensazioni tattili virtuali. Si aprirebbe così l'era dei videogiochi che si possono assaporare, odorare e gustare.

In realtà, le applicazioni per un apparato del genere, qualora fosse realizzato, sono potenzialmente illimitate: si pensi, ad esempio, alla possibilità di trasmettere via Internet o TV non più soltanto dati multimediali da riprodurre attraverso un elettrodomestico o un computer, ma informazioni sensoriali inviate al nostro cervello per mezzo di piccoli dispositivi ad ultrasuoni. Per il momento, però, la tecnologia descritta da Dawson, e gelosamente custodita da Sony, si basa unicamente su concetti teorici: il suo inventore, infatti, non ha ancora avuto modo di testare sul campo il suo metodo. “Non c'è ancora stata alcuna sperimentazione”, ha spiegato Elizabeth Boukis, portavoce di Sony. “Questo brevetto si basa su un'ispirazione, è un'invenzione proiettata nel futuro”.

Niels Birbaumer, neuroscienziato presso l'Università tedesca di Tübingen, ha riferito a New Scientist di aver letto il brevetto di Sony e di averlo trovato “plausibile”. Birbaumer stesso ha sviluppato un dispositivo che aiuta le persone disabili a comunicare leggendo le onde cerebrali.

(Pubblicato su Ecplanet 15-04-2005)

Sony spara onde nel cervello PI 08 aprile 2005

Sony patents technique of beaming info into brain 4/6/2005

Sony Electronics

Biomedical Engineering, University of Colorado

Institute of Medical Psychology and Behavioural Neurobiology, University of Tübingen

NEURO-MARKETING E NEURO-ETICA

Alla DaimlerChrysler si utilizzano le tecniche di fMRI per valutare gli effetti dei vari design automobilistici. Ricercatori del California Institute of Technology studiano come il cervello reagisce ai trailers dei film. Scienziati della Baylor University hanno pubblicato uno studio relativo alle

risposte cerebrali rispetto Coca e Pepsi Cola, mostrando come queste siano influenzate culturalmente e non solo da questioni di gusto.

"È la naturale evoluzione della corruzione globale della ricerca scientifica", fa notare Gary Ruskin, dell'organizzazione noprofit chiamata Commercial Alert in Portland, in Oregon, "queste tecnologie dovrebbero essere usate per ben altri scopi che non come rendere più efficace la propaganda politica e commerciale".

La possibilità di scandagliare con sempre maggiore accuratezza i complessi processi decisionali, sta aprendo nuove frontiere alle neuroscienze, e non solo in campo medico. Grazie alle tecniche avanzate di fMRI, si stanno sperimentando nuove macchine della verità, nuovi metodi di indagine psichica, nuove strategie di marketing. In generale, si aspira a potenziare tutte quelle operazioni di "psico-polizia" tipiche della società del controllo che da sempre alimentano il sogno perverso dei tecnocrati di un Grande Fratello capace di insinuarsi anche nei più reconditi processi mentali degli individui.

In risposta a questa grave minaccia, nasce la "neuro-etica". Vi sono già dei neuroetici al lavoro, in luoghi come ad esempio il Center for Cognitive Neuroscience, in Pennsylvania, oppure lo Stanford Center for Biomedical Ethics, alla Stanford University, per cercare di mettere a fuoco le principali questioni etiche riguardo le future applicazioni delle tecniche di brain scanning.

Al momento, ciò che preoccupa maggiormente i neuroetici è l'emergente industria del "neuromarketing". Il Brighthouse Neurostrategies Group, ad esempio, sta procedendo allo scanning del cervello di numerose "cavie" nel tentativo di "neuromarketizzare"qualunque cosa, dalla liquirizia alle bevande alcoliche, studiando come il cervello risponde alle diverse pubblicità.

Altre serie preoccupazioni nascono dalle macchine della verità basate sullo scanning cerebrale. Larry Farwell, dei Brain Fingerprinting Laboratories, lavora a contratto con investigatori pubblici e privati per condurre questo tipo di test, che vengono chiamati MERA (Multifaceted Electroencephalographic Response Analysis). A sentire Farwell, il test è in grado di stabilire se un sospetto abbia familiarità con la scena di un crimine, con una faccia, con un pezzo di mobilio o di abbigliamento, tutte informazioni che servono ad identificare l'effettivo colpevole. Al sospetto di turno viene fatto indossare un piccolo copricapo pieno di sensori tipo EEG (electroencephalogram) e vengono fatte vedere alcune immagini sullo schermo in modo da monitorare le variazioni della sua attività neuronale in corrispondenza con immagini a lui familiari. Il metodo è stato usato con successo per scagionare Terry Harrington, presunto colpevole di omicidio. Secondo i neuroetici, però, tale metodo potrebbe anche essere usato facilmente per pilotare determinati verdetti.

È il paradosso caratteristico della società del controllo: chi controlla i controllori?

I neuroetici sono preoccupati anche dalle possibili discriminazioni a cui potrebbe condurre l'uso di queste tecnologie. Ad esempio, nella ricerca del personale, che verrebbe sottoposto a test attitudinali super-invasivi, o anche nella selezione degli studenti alle università e alle scuole specializzate.

Al momento, non è stata varata ancora nessuna legge specifica. Esistono due leggi federali, l'American With Disabilities Act e l'Health Insurance Portability and Accountability Act, che dovrebbero salvaguardare la privacy delle informazioni mediche.

Il rischio che queste tecnologie vadano ad alimentare database segreti con le preferenze politiche, culturali, sessuali e i dati medici della popolazione, per essere poi vendute ai migliori offerenti, c'è, inutile nasconderlo. E crescerà insieme agli avanzamenti tecnologici dell'emergente industria neuro-informatica

(Pubblicato su Ecplanet 27-04-2005)

Commercial Alert Asks Feds to Investigate Neuromarketing Research 17 dicembre 2003

Neuromarketing - Wikipedia

Neuroethics - Wikipedia

Brain fingerprinting - Wikipedia

BLUE BRAIN: CORTECCIA ELETTRONICA

Entro i prossimi due anni si assisterà alla nascita del più potente calcolatore mai realizzato. Già battezzato Blue Brain, è un ambizioso progetto di ricerca neuroscientifica lanciato dall'Ecole Polytecnique Fédérale de Lausanne per ottenere una replica software della neocorteccia umana. L'obiettivo è simulare fedelmente la parte del nostro cervello dove, secondo gli studi più attuali, risiedono le più fondamentali funzioni cognitive.

Il progetto Blue Brain, basato sull'architettura Blue Gene IBM, servirà per dare risposta a domande irrisolte che tormentano gli scienziati da generazioni: da dove hanno realmente origine disturbi come autismo, depressione e schizofrenia? Come funzionano esattamente memoria e pensiero? L'incredibile potenza di calcolo offerta da Blue Brain, pari a 22,8 teraflops, garantisce Charles Peck, ricercatore IBM, potrà riuscire a svelare questi misteri.

I tecnici svizzeri ed americani realizzeranno una versione elettronica delle colonne neocorticali, gruppi di neuroni che costituiscono gli ingranaggi fondamentali del nostro organo più importante. Questi veri e propri circuiti, grandi appena qualche millimetro, rappresentano “le unità fondamentali del tessuto connettivo all'interno del cervello”.

Il direttore dell'Istituto per le Neuroscienze di Losanna, Henry Markram, ha dichiarato in una intervista a New Scientist che utilizzando i supercalcolatori IBM sarà possibile studiare con precisione il modo in cui i neuroni interagiscono, si connettono e vivono facendo nascere la scintilla della coscienza cognitiva. La simulazione della neocorteccia è soltanto il primo passo verso la creazione di un cervello completamente elettronico: la seconda fase dell'ambizioso progetto Blue Brain è di fornire un sistema per l'evoluzione dinamica e la duplicazione di gruppi di neuroni, fino a “mappare” progressivamente tutte le varie regioni cerebrali.

(Pubblicato su Ecplanet 22-07-2005)

Blue Brain - Wikipedia

BBP Blue Brain Project

INTERFACCIA CEREBRALE

Si chiama “Kokorogatari” ed è un sistema che trasforma il pensiero in output digitale. Lo ha realizzato un consorzio giapponese formato dalla Hitachi in collaborazione con associazioni di pazienti e ricercatori scientifici. Il dispositivo, capace di leggere il pensiero e trasformarlo in risposte elaborate dal computer, è stato pensato per gli ammalati di sclerosi laterale amiotrofica, una particolare patologia che blocca completamente l'uso dei muscoli volontari.

Il concetto alla base del funzionamento di Kokorogatari, che significa approssimativamente “indovino”, è semplice: una speciale fascia dotata di sensori, applicata sulla fronte, misura la pressione sanguigna nelle zone anteriori del cervello e la comunica ad un calcolatore. La cosiddetta vascolarizzazione del lobo frontale, a differenza dei muscoli, viene attivata semplicemente con l'incremento dell'attività cerebrale. La speranza dei progettisti è che l'indovino digitale riesca a rendere la parola alle persone paralizzate. Come ha spiegato un portavoce dell'azienda, basterà “pensare” ad una canzone per consentire a Kokorogatari di rilevare immediatamente l'innalzamento della pressione. I pazienti immobilizzati, utilizzando il congegno, potranno così rispondere a domande ed interagire con gli altri.

Il “pacchetto”, comprensivo di laptop computer e vari applicativi, chiamato "Den-no-Shin", finora destinato solo al mercato locale, al momento permette agli ammalati di controllare un lettore DVD, ascoltare musica e comunicare via Internet.

(Pubblicato su Ecplanet 15-10-2005)

Kokorogatari, l'interfaccia cerebrale PI 29 settembre 2005

BRAIN COMPUTER INTERFACE

Un gruppo di ricercatori nel campo delle interfacce neuro-informatiche (Brain-Computer Interface, o BCI) del Wadsworth Center del New York State Public Health Department hanno sviluppato un sistema che permette ai disabili di inviare e-mail e comunicare usando le onde cerebrali. Sperano di testarlo entro giugno su 10 pazienti.

Il sistema conta di un laptop, un casco a elettrodi per tracciare l'attività cerebrale con un Elettroencefalogramma e un amplificatore. Le onde

cerebrali sono poi tradotte in dati elaborati dal computer. Il paziente dispone anche di ulteriore schermo.

Il modello P300 mostrerà ai pazienti una matrice di immagini o lettere in rapida sequenza. Al momento di scegliere una delle lettere o delle immagini, gli utenti invieranno dei segnali elettrici che, dopo alcuni cicli con lo stesso risultato, selezioneranno la lettera o l'immagine prescelta. In questo modo si potranno creare da 2 a 4 parole al minuto.

È stato sviluppato anche un sistema motorio ritmico-sensorio (SMR system) per consentire ai pazienti di concentrarsi sul movimento di varie parti del corpo per manipolare il cursore sullo schermo.

Uno scienziato affetto da ALS (sclerosi laterale amiotrofica), che in precedenza usava un sistema in cui una camera tracciava i movimenti del suo occhio, è passato al P300 per spedire e-mail e svolgere altri compiti. "Ora è molto più contento", ha detto Jonathan Wolpaw, a capo del progetto BCI del Wadsworth.

James Heywood, CEO e fondatore della ALS Therapy Development Foundation, dice che sebbene molti prodotti BCI funzionino nei laboratori, non funzionano tanto bene nel mondo reale. Se i pazienti non possono integrare questi sistemi nella loro vita di tutti i giorni, usandoli effettivamente per la comunicazione quotidiana, non sono tanto utili.

Dovrebbero diventare innanzitutto più economici (l'amplificatore usato in laboratorio costa dai 10,000 ai 13,000$), e poi più ridotti nelle dimensioni. Ci vorrebbe cioè una versione "indossabile".

Pedro Irazoqui, un assistente professore della Purdue University che progetta BCIs e protesi neurali per la Cyberkinetics, sostiene che questi sistemi saranno eclissati dai prodotti che usano impianti cerebrali, cioè una connessione diretta con il cervello, che forniranno una migliore controllo sulle operazioni.

(Pubblicato su Ecplanet 12-04-2006)

A P300 event-related potential brain-computer interface (BCI)

Wadsworth Center

ALS Therapy Development Foundation

INTERFACCIA CEREBRALE 2

I ricercatori di Honda hanno sviluppato una BMI (Brain Machine Interface), una interfaccia neurale, progettata per il controllo di macchine, dispositivi elettronici e soprattutto robot. Il suo funzionamento si basa sul rilevamento dell'attività cerebrale. “L'uso di questa macchina non richiede né interventi chirurgici né allenamenti particolari”, dicono i portavoce di Honda.

A differenza del BrainGate della Cyberkinetics, l'apparecchio di Honda non è invasivo. Il dott. Yukiyasu Kamitami, inventore dell'interfaccia, è infatti riuscito ad assemblare un sensore a

risonanza magnetica che identifica con estrema precisione l'irroramento sanguigno delle varie regioni cerebrali.

Il meccanismo fondamentale di questo fanta-realistico sistema di comando è concettualmente molto semplice: se ad ogni attività umana corrisponde una maggiore sollecitazioni di aree specifiche del cervello e se la BMI riesce a riconoscere quando queste zone entrano in funzione, il passo successivo è trasformare questi output in impulsi digitali. Da questo punto di vista, la BMI di Honda è simile alla BCI (Brain Computer Interface) “indossabile” sviluppata da alcuni ricercatori di New York.

Nell'esperimento condotto dall'equipe di Kamitami, che lo stesso ha dichiarato essere un “eccezionale passo in avanti nello studio dei legami possibili tra uomo e macchina”, il soggetto equipaggiato di BMI è stato in grado di muovere un braccio del celebre robot Asimo, sviluppato dalla stessa Honda, semplicemente muovendo le proprie mani. L'interfaccia ha captato con una precisione dell'85% i movimenti delle mani del soggetto, al quale è stato richiesto di simulare una partita di morra cinese.

Sebbene con un tempo di risposta molto lungo, pari a 7 secondi, la BMI ha letto gli impulsi del soggetto trasferendoli al braccio robotico. “È molto più facile rilevare l'attività cerebrale conseguente ad un gesto che quella conseguente ad un pensiero astratto”, hanno dichiarato i ricercatori.

(Pubblicato su Ecplanet 31-05-2006)

Honda: questa è l'interfaccia neurale PI 25 maggio 2006

ATR, Honda Develop New Brain-Machine Interface 24 maggio 2006

Brain Machine Interface to Honda's Asimo Robot 04/06/2009

BRAIN BOX

I ricercatori britannici dell'Università di Manchester si stanno dedicando alla progettazione di hardware particolarmente all'avanguardia. È il caso del progetto battezzato “Brain Box”, che mira alla creazione di un computer multiprocessore modellato attorno al funzionamento del cervello umano.

Una rete di neuroni verrà “riprodotta” in hardware grazie all'uso di un grande numero di microprocessori: ciascuna CPU corrisponderà ad un singolo neurone, ognuno interconnesso in un vero e proprio network. “Il punto forte di un'architettura a rete neurale”, ha spiegato alla BBC il responsabile di Brain Box, Steve Furber, “sta nella sua capacità di

funzionare anche se qualche neurone dovesse cessare di farlo. Il nostro cervello continua a funzionare anche se una sua parte risulta fuori uso, perciò speriamo di poter utilizzare questo principio per capire come progettare calcolatori in grado di tollerare questo tipo di malfunzionamenti”.

La “fault-tolerance” è ben nota in informatica e molte sono le tecnologie già messe in campo ma la speranza dei ricercatori è di andare ben oltre. Lo sviluppo del calcolatore costerà circa un milione di sterline e prevede l'uso di microprocessori ARM e tecnologia Silistix.

Brain Box verrà poi utilizzato come strumento per la ricerca nel campo delle scienze neurologiche. Furber ha infatti parlato del progetto come di un'opporunità per “comprendere il funzionamento di certe dinamiche percettive del nostro cervello”, in particolare di quelle che “regolano l'acquisizione di immagini da parte degli occhi”.

(Pubblicato su Ecplanet 06-08-2006)

Un computer a neuroni elettronici PI 20 luglio 2006

Scientists Build Brain Box Computer ScienceDaily 13 luglio 2006

SUPERHUMAN INTELLIGENCE

Il contenuto del cervello “downloadabile” in un supercomputer. Secondo il futurulogo britannico Ian Pearson, del gigante inglese delle telecomunicazioni (BT), sarà possibile nel prossimo futuro, anche se sarà molto costoso e non per tutti. Inoltre, sempre secondo Pearson, i computers svilupperanno presto la capacità di percepire emozioni.

Tali previsioni non sarebbero altro che estrapolazioni ricavate dall'attuale tasso di evoluzione tecnologica. “Secondo l'attuale tabella”, ha detto Pearson, “realisticamente, entro il 2050 potremo downloadare la mente umana in una macchina. I meno abbienti dovranno aspettare ancora fino al 2080”.

Per citare qualche esempio, Pearson ha fatto notare che la nuova PlayStation 3 della Sony è 35 volte più potente della precedente, e in termini di elaborazione è “pari all’1% della potenza di elaborazione della mente umana”.

Secondo Pearson, in un'ottica postumana, il prossimo stadio dell’evoluzione informatica sarà quello di replicare la coscienza. “La coscienza è un senso, una modalità di percezione, ed è proprio quello che stiamo cercando di fare emergere all'interno di un sistema computer”, dice Pearson, secondo cui, “prima del 2020 avremo un computer dotato di coscienza con livelli superumani di intelligenza”.

Ma, ammesso che sia vero, come facciamo a essere sicuri che tale intelligenza superumana si mostrerà benevola?

Mind download available in 50 years 23 maggio 2005

(Pubblicato su Ecplanet 11-08-2005)

IMMAGINARE IL PENSIERO

Neuroteologia

Neuroufologia

NEUROPUNK

IL NOSTRO FUTURO POSTUMANO

IL NOSTRO FUTURO POSTUMANO 6

INTELLIGENZA COLLETTIVA 5

VIAGGIO ALLUCINANTE

NATURA VS. CULTURA