Protesi migliori con la VR

Cosa succede realmente nel nostro cervello quando ci muoviamo? Se ne sa molto poco. Ora i ricercatori hanno trovato un nuovo modo per misurare l'attività cerebrale quando siamo in azione. Ciò potrebbe contribuire allo sviluppo di protesi migliori. Un nuovo laboratorio di Berlino utilizza anche la realtà virtuale.

Per quasi cinque anni gli scienziati hanno lavorato alla costruzione del laboratorio di Imaging mobile del cervello e del corpo - che si traduce come Laboratory for Mobile Imaging of Brain Dynamic Activity - presso la TU di Berlino. "Questo laboratorio è uno dei pochi al mondo che studia questo tipo di cognizione spaziale", afferma Ole Traupe.

Catturare proiettili verdi al servizio della scienza

L'attrezzatura del laboratorio comprende anche una stazione VR. Nell'esperimento VR, l'utente si trova in una stanza in cui volano verso di lui palline rosse e verdi. Le palline verdi devono essere toccate con l'indice, quelle rosse no. A differenza dei giochi VR convenzionali, questo non è solo divertente. Ha anche un significato più profondo. I sensori sulla testa misurano le onde cerebrali durante il gioco, cioè l'attività dei circa 86 miliardi di cellule nervose delle persone sottoposte al test. "Vogliamo scoprire cosa succede in genere quando il soggetto si adatta a una situazione dinamica", spiega Klug. "Possiamo misurare dove il soggetto guarda, come si muove e, naturalmente, le onde cerebrali".

A tal fine, la misurazione dell'attività elettrica del cervello viene collegata a vari sensori, come i sistemi di tracciamento degli occhi e le misurazioni del movimento, e sincronizzata online. Gli scienziati vogliono valutare tutte queste misurazioni nel contesto reciproco.

Klaus Gramann, che da dieci anni studia l'attività cerebrale durante il movimento, ha ideato questo metodo di esame insieme a colleghi statunitensi. Con il nuovo laboratorio ha voluto colmare una lacuna. Infatti, i metodi finora comunemente utilizzati nelle neuroscienze consentivano solo limitate possibilità di movimento o si svolgevano a riposo, cioè senza alcun movimento. I metodi di esame per immagini, come la risonanza magnetica, sono diventati indispensabili. Tuttavia, non consentono di fare alcuna affermazione su ciò che accade nel cervello durante il movimento. "Non lo sappiamo ancora perché non lo abbiamo mai studiato in modo sistematico", dice Gramann. "Se si è sdraiati in uno scanner o seduti in un laboratorio e non ci si muove, mancano le informazioni che sono parte naturale della percezione e dell'elaborazione delle informazioni nella vita".

L'obiettivo: protesi più intelligenti

Lo studio dell'attività cerebrale durante il movimento non è importante solo per comprendere meglio il cervello in linea di principio, ma anche per poter sviluppare nuove applicazioni per l'intelligenza artificiale. Gramann spera di ottenere spunti per applicazioni e dispositivi medici molto specifici. Ad esempio, per le protesi che potrebbero agire in modo più adattivo e intelligente con maggiori informazioni sull'utente.

Tra le altre cose, le misurazioni hanno lo scopo di mostrare cosa succede esattamente nel cervello quando iniziamo a camminare da fermi. Queste informazioni verranno poi trasmesse alla protesi. La protesi dovrebbe essere in grado di leggere i pensieri, almeno un po'.

Risultati delle limitazioni al movimento

Gli esami potrebbero anche fornire importanti informazioni sulle limitazioni del movimento, ad esempio dopo un ictus o nel morbo di Parkinson. Anche in questo caso, è necessario chiarire prima di tutto alcune questioni fondamentali: Come viene controllato il sistema muscolare in un corpo malato? E cosa succede a livello di dinamica cerebrale quando queste persone si muovono?

"I primi risultati indicano che il cervello umano elabora le informazioni in modo diverso quando è in movimento rispetto a quando è a riposo", afferma Gramann. Lo psicologo parte dal presupposto che un'azione o un movimento pianificato influisca sul modo in cui percepiamo l'ambiente, che l'attività neuronale venga modificata e ottimizzata per l'obiettivo del movimento. Nel processo, il nostro cervello dà il meglio di sé. Spesso è una questione di millisecondi in cui il cervello deve analizzare e reagire alle influenze esterne. Come nell'esperimento di realtà virtuale.

Fonte: Wired / Youtube