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30.05.20 - 08:000

Sviluppata una nuova interfaccia neurale ultrasottile e flessibile

La nuova interfaccia cerebrale può funzionare con migliaia di elettrodi e rimanere nel cervello fino a 6 anni

Affinché si arrivi un giorno a fondere le menti degli esseri umani con le macchine, occorrerà prima di ogni cosa un collegamento fisico con esse. E questa è la sfida che molti laboratori sparsi in tutto il mondo stanno cercando di affrontare attraverso la messa a punto di interfacce neurali sempre più sofisticate e tecnologiche. Una delle ultime innovazioni in questo campo proviene dalla Duke University grazie al lavoro dell’ingegnere biomedico Jonathan Viventi e del suo team di ricerca, i quali hanno sviluppato una nuova interfaccia neurale ultrasottile e flessibile che può funzionare con migliaia di minuscoli elettrodi.
Come hanno dichiarato i ricercatori in un comunicato stampa, questo dispositivo migliora di gran lunga il periodo di vita delle attuali interfacce cervello-macchina. Infatti, nonostante gli enormi progressi fatti nel settore che hanno rimpicciolito sempre di più elettrodi e componenti, uno dei principali problemi delle interfacce cerebrali è sempre stato rappresentato dal fatto che non possono restare per molto tempo nel cervello a causa dei materiali utilizzati che tendono a degradarsi. Il dispositivo messo a punto dal team di Viventi, invece, può restare impiantato nel cervello fino ad un massimo di sei anni.
Nel relativo studio, pubblicato su Science Translational Medicine, Viventi e colleghi hanno spiegato come hanno utilizzato il biossido di silicio per creare un involucro del dispositivo meno spesso e più affidabile. Questo è stato già testato sul cervello dei topi e il materiale si degradava di soli 0,46 nanometri al giorno. Il materiale stesso è biocompatibile e anche se si degrada non può causare danni al cervello. Inoltre, non è conduttivo ma gli elettrodi possono rilevare l’attività neurale tramite un fenomeno denominato “rilevamento capacitivo”.
I ricercatori hanno anche aumentato di molto la durata dell’interfaccia. Basti pensare che sul topo è durata più di un anno con i suoi 64 elettrodi impiantati sulla superficie del cervello, ma con lo stesso sistema può essere creata un’interfaccia neuronale con molti più elettrodi, addirittura più di mille secondo gli stessi scienziati. Il dispositivo è stato testato pure sulla corteccia cerebrale delle scimmie e anche in questo caso si è riusciti a rilevare i segnali neurali mentre i primati svolgevano dei compiti.
Al momento vi sono solo dei piccoli problemi relativi al rumore di fondo, cioè disturbi causati da imperfezioni dell’elettronica, che i ricercatori hanno già affermato di riuscire a sistemare in quanto facilmente risolvibili. Questo nuovo dispositivo, sempre secondo i ricercatori, potrà funzionare anche con elettrodi penetranti, ossia elettrodi posizionati in profondità nel tessuto cerebrale. In questo modo, e con un numero di elettrodi sufficienti, potrebbe essere possibile incrementare la quantità di informazioni che possono essere registrate e, quindi, si potranno acquisire informazioni sufficienti anche per quanto riguarda il cervello umano. In fondo, si tratta dello stesso approccio adottato da Neuralink, il dispositivo cervello-macchina sviluppato da Elon Musk.

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