La ricerca dell’azienda di interfacce in grado di interpretare i segnali cerebrali è terminata, almeno per ora. Alcuni scienziati hanno affermato che comunque non sarebbe mai stato possibile.
di Antonio Regalado
La primavera del 2017 può essere ricordata come la festa di inaugurazione della campagna di Big Tech per entrare nella testa degli utenti. È stato allora che si è diffusa la notizia della nuova azienda di interfacce cerebrali di Elon Musk, Neuralink, che stava lavorando a come collegare migliaia di elettrodi nel cervello delle persone.
Alcuni giorni dopo, Facebook si è unita alla ricerca quando ha annunciato che la sua divisione sperimentale “segreta”, chiamata Building 8, stava tentando di costruire un auricolare o una fascia per la testa che consentisse alle persone di inviare messaggi di testo con il pensiero, digitandoli a una velocità di 100 parole al minuto.
L’obiettivo dell’azienda era un’interfaccia che chiunque potesse utilizzare nella realtà virtuale. “E se si potesse digitare direttamente dal proprio cervello?” ha chiesto Regina Dugan, un ex ufficiale della DARPA che era allora a capo della divisione hardware del Building 8. “Sembra impossibile, ma è più vicino di quanto si pensi.”
Ora la risposta è arrivata, e non è affatto vicina. Quattro anni dopo aver annunciato un progetto “pazzo e sorprendente” per costruire un’interfaccia di “discorso silenzioso” utilizzando la tecnologia ottica per leggere i pensieri, Facebook sta accantonando il progetto, affermando che la lettura del cervello dei consumatori rimane ancora un obiettivo molto lontano.
In un post sul blog, Facebook ha affermato che sta interrompendo il progetto e si concentrerà invece su un controller da polso sperimentale per la realtà virtuale che legge i segnali muscolari nel braccio. “Mentre crediamo ancora nel potenziale a lungo termine delle tecnologie ottiche (interfaccia cervello-computer) montate sulla testa, abbiamo deciso di concentrare i nostri tentativi immediati su un diverso approccio di interfaccia neurale che arrivi a breve termine sul mercato”, ha detto l’azienda.
Il progetto di digitazione del cervello aveva condotto Facebook in un territorio inesplorato, compreso il finanziamenti di interventi chirurgici al cervello in un ospedale della California, la costruzione di prototipi di elmetti che potevano sparare luce attraverso il cranio e aspri dibattiti sull’opportunità o meno di accedere alle informazioni private contenute in un cervello da parte delle aziende tecnologiche. Alla fine, però, l’azienda sembra aver deciso che la ricerca semplicemente non porterà a un prodotto abbastanza presto.
“Abbiamo portato avanti diversi tentativi con queste tecnologie”, afferma Mark Chevillet, il fisico e neuroscienziato che fino all’anno scorso era a capo del progetto sul discorso silenzioso. “Ora posso affermare con sicurezza che un dispositivo vocale silenzioso ottico montato sulla testa è ancora molto lontano. Forse più a lungo di quanto prevedevamo”.
La lettura della mente
La ragione dell’interesse per le interfacce cervello-computer è che le aziende vedono il software controllato dalla mente come un cambiamento epocale, importante quanto il mouse del computer, l’interfaccia utente grafica o lo schermo a scorrimento. Inoltre, i ricercatori hanno già dimostrato che se posizionano gli elettrodi direttamente nel cervello per stimolare i singoli neuroni, i risultati sono notevoli. I pazienti paralizzati con tali “impianti” possono muovere abilmente i bracci robotici, giocare ai videogame o digitare tramite il controllo mentale.
L’obiettivo di Facebook era trasformare tali scoperte in una tecnologia di consumo che chiunque potesse usare, il che significava un casco o un auricolare da indossare e da togliere. “Non abbiamo mai avuto l’intenzione di realizzare un prodotto per la chirurgia cerebrale”, afferma Chevillet. Dati i numerosi problemi normativi del gigante sociale, il CEO Mark Zuckerberg una volta aveva detto che l’ultima cosa che l’azienda dovrebbe fare è ‘aprire teste’. “Non voglio partecipare a udienze del Congresso su questo argomento”, aveva ironizzato.
In effetti, con l’avanzare delle interfacce cervello-computer, ci sono nuove serie preoccupazioni. Cosa accadrebbe se le grandi aziende tecnologiche potessero conoscere i pensieri delle persone? In Cile, i legislatori stanno persino valutando un disegno di legge sui diritti umani per proteggere i dati sul cervello, il libero arbitrio e la privacy mentale dalle aziende tecnologiche. Dato la non grande reputazione di Facebook sul rispetto della privacy, la decisione di interrompere questa ricerca potrebbe avere il vantaggio di mettere una certa distanza tra l’azienda e le crescenti preoccupazioni sui “neurodiritti”.
Il progetto di Facebook mirava specificamente a un controller cerebrale che potesse adattarsi alle sue ambizioni nella realtà virtuale; ha acquistato Oculus VR nel 2014 per 2 miliardi di dollari. Per arrivarci, l’azienda ha seguito un duplice approccio, afferma Chevillet. Innanzitutto, era necessario determinare se fosse possibile un’interfaccia vocale. Per questo, ha sponsorizzato una ricerca presso l’Università della California, a San Francisco, dove un ricercatore di nome Edward Chang ha posizionato degli elettrodi sulla superficie del cervello delle persone.
Mentre gli elettrodi impiantati leggono i dati da singoli neuroni, questa tecnica, chiamata elettrocorticografia o ECoG, misura contemporaneamente gruppi abbastanza grandi di neuroni. Chevillet afferma che Facebook sperava che potesse anche essere possibile rilevare segnali equivalenti dall’esterno della testa.
Il team dell’UCSF ha compiuto progressi sorprendenti e oggi riferisce sul “New England Journal of Medicine” di aver utilizzato quegli elettrodi per decodificare il parlato in tempo reale. Il soggetto era un uomo di 36 anni che i ricercatori chiamano “Bravo-1”, che dopo un grave ictus ha perso la capacità di formare parole comprensibili e può solo gemere. Nel rapporto, il gruppo di Chang afferma che con gli elettrodi sulla superficie del suo cervello, Bravo-1 è stato in grado di formare frasi su un computer a una velocità di circa 15 parole al minuto. La tecnologia prevede la misurazione dei segnali neurali nella parte della corteccia motoria associata ai tentativi di Bravo-1 di muovere la lingua e di stimolare il tratto vocale mentre immagina di parlare.
Per raggiungere questo risultato, il team di Chang ha chiesto a Bravo-1 di immaginare di pronunciare una delle 50 parole comuni quasi 10.000 volte, inviando i segnali neurali del paziente a un modello di apprendimento profondo. Dopo aver addestrato il modello ad abbinare le parole ai segnali neurali, il team è stato in grado di determinare correttamente la parola che Bravo-1 stava pensando di dire il 40 per cento delle volte (i risultati probabilistici sarebbero stati circa il 2 per cento). Anche così, le sue frasi erano piene di errori.
Gli scienziati, comunque, hanno migliorato le prestazioni aggiungendo un modello linguistico, un programma che giudica quali sequenze di parole sono più probabili in inglese. Ciò ha aumentato la precisione al 75 per cento. Con questo approccio cyborg, il sistema potrebbe prevedere che la frase di Bravo-1 “Ho ragione la mia infermiera” significava in realtà “Mi piace la mia infermiera”.
Per quanto notevole sia il risultato, ci sono più di 170.000 parole in inglese, e quindi le prestazioni vanno oltre il vocabolario ristretto di Bravo-1. Ciò significa che la tecnica, sebbene possa essere utile come aiuto medico, non è vicina a ciò che Facebook aveva in mente. “Vediamo applicazioni nel prossimo futuro nella tecnologia di assistenza clinica, ma non è quello che ci interessa direttamente”, afferma Chevillet. “Siamo concentrati sulle applicazioni consumer e la strada da percorrere è molto lunga”.
Limiti oggettivi
La decisione di Facebook di abbandonare la lettura del cervello non è uno shock per i ricercatori che studiano queste tecniche. “Non posso dire di essere sorpreso, perché avevano lasciato intendere che stavano guardando a un breve lasso di tempo e poi avrebbero rivalutato la situazione”, afferma Marc Slutzky, della Northwestern University.
Tuttavia, Slutsky afferma che il progetto UCSF è un “impressionante passo avanti” che dimostra allo stesso tempo notevoli possibilità e alcuni limiti della scienza della lettura del cervello. “Resta da vedere se si riesce a decodificare il discorso in forma libera”, dice. Se i modelli di intelligenza artificiale potessero essere addestrati più a lungo e sul cervello di più di una persona, potrebbero migliorare rapidamente.
Mentre la ricerca dell’UCSF era in corso, Facebook pagava anche altri centri, come l’Applied Physics Lab della Johns Hopkins, per capire come pompare la luce attraverso il cranio per leggere i neuroni in modo non invasivo. Proprio come la risonanza magnetica, queste tecniche si basano sul rilevamento della luce riflessa per misurare la quantità di flusso sanguigno nelle regioni del cervello.
Sono queste tecniche ottiche che rimangono l’ostacolo più grande. Anche con i recenti miglioramenti, inclusi alcuni di Facebook, non sono in grado di captare i segnali neurali con una risoluzione sufficiente. Un altro problema, afferma Chevillet, è che il flusso sanguigno rilevato da questi metodi si verifica cinque secondi dopo l’attivazione di un gruppo di neuroni, rendendo il sistema troppo lento per controllare un computer.
“La rinuncia di Facebook non è un atto d’accusa nei confronti della tecnologia ottica, ma una valutazione di come si sta cercando di utilizzarla”, afferma Bryan Johnson, CEO e fondatore di Kernel, che quest’anno ha iniziato a commercializzare un casco che sonda il cervello utilizzando raggi nel vicino infrarosso. A suo parere, la tecnologia è superiore alla risonanza magnetica per misurare gli stati cerebrali complessivi, con potenziali applicazioni come il rilevamento di emozioni o attenzione. “L’obiettivo che hanno è migliorare il controllo e questa tecnologia non si adatta a tale obiettivo. Misura un segnale emodinamico e quel segnale è lento”, spiega Johnson.
Qual è il prossimo
Facebook ora prevede di concentrarsi su una tecnologia acquisita a settembre del 2019, quando ha acquistato una startup chiamata CTRL-Labs per oltre 500 milioni di dollari, una delle sue più grandi acquisizioni pubbliche dopo Oculus. Quest’azienda ha sviluppato un dispositivo da polso che cattura i segnali elettrici nei muscoli di una persona attraverso una tecnica nota come EMG. In questo modo si possono rilevare i gesti o capire quale dito si sta muovendo.
Non è un’interfaccia cerebrale, ma potrebbe essere un modo più semplice per entrare nel mondo virtuale che Facebook sta costruendo con i suoi Google VR. Si immagini, per esempio, di disegnare un arco in un gioco di avventura e poi rilasciare la freccia con un piccolo spostamento delle dita. Secondo Krishna Shenoy, un neuroscienziato della Stanford University che è consulente di CTRL-Labs, il dispositivo può registrare l’attività elettrica nei muscoli “a un livello notevolmente dettagliato” e può catturare i movimenti “da più dita e con pochissimo movimento effettivo”.
Nel suo post sul blog, Facebook ha affermato che “ha senso concentrare la nostra attenzione a breve termine sulle interfacce neurali basate sul polso utilizzando l’EMG, una tecnologia valida e comprovata che riteniamo abbia un percorso a breve termine sul mercato per l’input AR/VR”. L’azienda aggiunge che prevede di rendere open source il software sviluppato per la decodifica del cervello e fornire anche l’accesso a dispositivi prototipo, in modo che altri ricercatori possano beneficiare del suo lavoro.
Immagine: Un prototipo del dispositivo ottico di Facebook per la lettura dei segnali cerebrali. Facebook
(rp)
