Misurare il libero arbitrio con il Bungee Jumping può migliorare l’ interfaccia tra il cervello ed il computer!
Un ragazzo stava sul bordo del Ponte Europa in Austria, ad un’altezza di 192 metri con una corda elastica legata alle caviglie e, dopo aver superato la paura, si è tuffato a capofitto giù dalla piattaforma.
E’ stato l’ultimo atto di libera volontà! Doveva comandare a se stesso di saltare nonostante il forte istinto del suo corpo di allontanarsi dalla sporgenza. Eppure, giusto un attimo prima di quel momento, il suo cervello aveva già dato il comando.
Tale comando si presenta sotto forma di una lievitazione distinta di potenziale elettrico nell’area motoria supplementare del cervello. E capire di più su come è associata con le intenzioni della mente, può aiutare gli ingegneri migliorare i dispositivi controllati mentalmente.
A tal fine, i ricercatori in Germania ed in Austria hanno eseguito recentemente una serie di esperimenti per misurare l’attività cerebrale associata con il libero arbitrio del Bungee Jumper.
Guidati dal neuroscienziato Surjo Soekadar dell’Ospedale Universitario di Tübingen, sono speranzosi che i rilevamenti possano aiutarli a costruire dei migliori dispositivi robotici in grado di essere controllati esclusivamente dai pensieri dell’utente.
Tali dispositivi, noti anche come tecnologie di interfaccia cervello-computer (BCI), traducono l’attività elettrica del cervello in azioni. Questo in genere comporta la registrazione dell’attività cerebrale dell’utente con elettroencefalografia (EEG) e l’analisi dei modelli utilizzando degli algoritmi.
Il computer quindi traduce l’attività del cervello in segnali di controllo, come ad esempio un comando per spostare un esoscheletro di una mano robotica.
La sfida è quella di creare gli algoritmi che siano in grado di interpretare correttamente le intenzioni dell’utente, e senza ritardo.
Finora i sistemi di BCI sono stati inferiori all’obiettivo sperato…
Tali sistemi sono spesso basati sulla traduzione dell’attività cerebrale che è modulata durante le attività senso-motoria, come ad esempio quando l’utente immagina o esegue un movimento consapevole, dice Surjo Soekadar.
Ma c’è un tipo di attività cerebrale che accade prima, ed è nota come il Bereitschaftspotential o Potenziale di Prontezza, che si verifica nella corteccia motoria del cervello circa un secondo prima di essere consapevoli della nostra decisione di muoversi, e circa 1,5 secondi prima di iniziare il movimento fisico!
Soekadar è sicuro che la misurazione e la comprensione di questa esplosione precoce di attività elettrica, in combinazione con l’attività cerebrale senso-motoria, possa aiutarlo a creare degli algoritmi per interpretare le intenzioni della mente in modo più affidabile e più veloce!
Ecco il video del salto:
Il Potenziale di Prontezza fu scoperto la prima volta nel 1964 da Lüder Deecke e dal suo mentore Hans Helmut Kornhuber nell’Università di Friburgo in Germania.
La conservazione e l’analisi delle registrazioni di EEG digitali non erano disponibile al momento, quindi utilizzarono dei nastri magnetici, ma tutti questi esperimenti erano furono condotti nel rispetto di rigorose condizioni di un laboratorio.
Oggi Soekadar e il dottorando Marius Nann, hanno voluto scoprire se le onde cerebrali associate con il Potenziale di Prontezza fossero le stesse di allora ma in scenari di vita reale in cui i partecipanti potessero chiaramente esercitare il libero arbitrio.
“In laboratorio non c’è necessità di forza di volontà, ma su una piattaforma di Bungee Jumping è necessario superare la propria paura. E’ una scelta, perché si tratta di una situazione potenzialmente pericolosa!”, dice Soekadar.
Così hanno reclutato un paio di diciannovenni registrando la loro attività cerebrale durante il salto.
Gli hanno fatto scegliere non solo il momento in cui saltare (senza un conto alla rovescia), ma anche il numero dei salti, 30 in tutto!
Per ogni salto Soekadar li ha dotati di un casco EEG wireless pre-amplificato che ha permesso di registrare il loro Potenziale di Prontezza senza artefatti o rumore.
I partecipanti sono stati scelti perché hanno avuto una vasta esperienza nel cliff diving, ovvero la disciplina sportiva che vede gli atleti tuffarsi nel mare da scogliere alte quasi 30 metri!
Ciò ha permesso loro di mantenere i corpi immobili mentre erano sulla piattaforma ed anche di eseguire il Bungee Jumping a testa in giù, dove appunto era situato il casco con la strumentazione di rilevazione dati.
“Hanno avuto il controllo del corpo perfetto”, dice Soekadar. Eppure, “erano davvero nervosi, nel decidere di saltare una persona deve combattere contro il suo istinto di sopravvivenza”.
