Il cervello ora può guidare i movimenti nella realtà virtuale

AGI - Un'interfaccia cervello-computer intracorticale permette di controllare la navigazione in ambienti virtuali tridimensionali usando esclusivamente l'attività neurale. Lo dimostra uno studio guidato da Ophelie Saussus e Peter Janssen della KU Leuven, pubblicato su Science Advances. I ricercatori hanno sviluppato un sistema in grado di tradurre in tempo reale i segnali cerebrali provenienti da tre aree motorie - corteccia motoria primaria, premotoria dorsale e ventrale - in velocità di movimento nello spazio 3D, consentendo a macachi di muoversi in ambienti virtuali complessi senza compiere movimenti fisici.

Il lavoro introduce tre elementi innovativi. Il primo riguarda l'utilizzo simultaneo di segnali neurali provenienti da diverse regioni corticali, che consente una decodifica più precisa e flessibile dei movimenti. Il secondo consiste nello sviluppo di un ambiente di realtà virtuale immersivo con tracciamento dinamico della camera, progettato per simulare condizioni realistiche e permettere navigazione continua ed evitamento di ostacoli. Il terzo elemento è rappresentato dalla possibilità di utilizzare il sistema senza movimenti volontari e senza necessità di riaddestrare il decoder durante l'utilizzo, grazie alla capacità del cervello di adattarsi e alla robustezza dell'algoritmo.

Risultati sperimentali e precisione della decodifica

Nel dettaglio, gli animali hanno dimostrato elevate percentuali di successo nei diversi compiti, raggiungendo anche il 96% in alcune sessioni, mantenendosi sempre ben al di sopra dei livelli casuali anche in condizioni più complesse, come la navigazione tridimensionale, il cambiamento improvviso degli obiettivi e la presenza di ostacoli. Il sistema ha mostrato inoltre una notevole capacità di generalizzazione: lo stesso decoder, addestrato in pochi minuti durante una fase di osservazione passiva, è stato utilizzato con successo in diversi scenari e con nuovi obiettivi non inclusi nella fase di training.

Applicazioni pratiche e ruolo delle aree premotorie

Questa caratteristica evidenzia la possibilità di applicazioni pratiche in contesti variabili senza necessità di ricalibrazione continua. Un aspetto rilevante riguarda il ruolo predominante delle aree premotorie, che si sono dimostrate più informative rispetto alla corteccia motoria primaria nella decodifica dei segnali, suggerendo nuove prospettive per lo sviluppo di interfacce neurali più efficienti. Gli autori sottolineano che "il sistema consente un controllo naturale, affidabile e flessibile in ambienti complessi", indicando come questa tecnologia possa rappresentare un passo avanti significativo verso applicazioni cliniche.

Prospettive per i pazienti con paralisi

Secondo i ricercatori, questa tecnologia potrebbe migliorare in modo sostanziale la qualità della vita dei pazienti paralizzati, permettendo loro di controllare dispositivi come sedie a rotelle in ambienti complessi e dinamici, senza necessità di movimenti fisici residui. Il sistema dimostra che la decodifica neurale applicata alla navigazione 3D è una realtà concreta, capace di trasformare l'intenzione mentale in movimento spaziale efficace.