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BrainNet: il primo caso di comunicazione diretta "da cervello a cervello"

SCIENZEBIOLOGIABrainNet: il primo caso di comunicazione diretta "da cervello a cervello"

Gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta un'interfaccia "da cervello a cervello" per più persone in cui tre persone hanno collaborato per completare un compito tramite la comunicazione diretta "da cervello a cervello". Questa interfaccia chiamata BrainNet apre la strada alla collaborazione diretta tra i cervelli per risolvere un problema.

Un'interfaccia cervello-cervello negli esseri umani è il luogo da cui provengono i contenuti neurale i segnali vengono estratti da un 'mittente' e consegnati a un 'destinatario' cervello tramite la tecnologia digitale per consentire la diretta comunicazione cervello-cervello. Un'interfaccia cervello-cervello può estrarre e fornire utilizzando tecniche di imaging cerebrale e neurostimolazione. Metodi non invasivi chiamati elettroencefalografia (ECG) e la stimolazione magnetica transcranica (TMS) vengono utilizzati rispettivamente per registrare l'attività cerebrale e fornire informazioni al cervello. Il concetto di interfaccia cervello-cervello è disponibile in teoria da tempo, tuttavia, il concetto nella sua interezza non è mai stato dimostrato fino ad ora.

Un nuovo studio pubblicato il 16 aprile in Natura rivista Rapporti scientifici ha dimostrato per la prima volta un'interfaccia cervello-cervello multi-persona - chiamata "BrainNet' – di tre persone hanno comunicato e risolto insieme un compito/problema utilizzando la comunicazione diretta da cervello a cervello. I tre partecipanti – Mittente 1, Mittente 2 e Destinatario hanno lavorato su un compito collaborativo – un gioco simile a Tetris. Tutti e tre i partecipanti erano sempre presenti in stanze diverse e non c'era comunicazione tra loro, cioè non potevano vedersi, ascoltarsi o parlarsi. Sia il ricevitore che i mittenti sono stati dotati di tecnologie ECG e TMS, eliminando così completamente la necessità di qualsiasi movimento fisico.

In questo gioco simile a Tetris, viene mostrato un blocco nella parte superiore dello schermo e questo blocco deve essere posizionato correttamente in basso per riempire una linea. Mittente 1 e Mittente 2 potevano vedere il gioco (il blocco e la linea in basso) ma non potevano controllare il gioco. Il ricevitore che stava giocando e aveva il controllo totale su di esso poteva vedere solo la linea in basso ma non sapeva come riposizionare il blocco. Per completare con successo il gioco, il destinatario ha dovuto chiedere aiuto al mittente 1 e al mittente 2 per ottenere le informazioni rimanenti. Ciò doveva essere ottenuto tramite la comunicazione diretta da cervello a cervello utilizzando BrainNet.

All'inizio dell'esperimento, il gioco è stato mostrato a Sender 1 e Sender 2 sullo schermo di un computer. Entrambi quindi decidono come ruotare il blocco. Lo schermo mostrava un "Sì" e un "No" con luci LED che lampeggiavano rispettivamente 17 volte e 15 secondi al secondo. Quando i mittenti hanno deciso di "ruotare o non ruotare" il blocco, si sono concentrati o hanno fissato la luce corrispondente. Le luci che lampeggiano in uno schema diverso possono innescare tipi unici di attività elettrica nel cervello che il loro copricapo ECG ha registrato. Il computer ha fornito un feedback in tempo reale per visualizzare la loro scelta spostando un cursore sulla scelta desiderata. Questa selezione viene poi tradotta in un 'Sì o un 'No'.

Successivamente, le informazioni dei mittenti devono essere consegnate al destinatario. Se la risposta è stata "Sì" (ruotare il blocco), il ricevitore ha visto un lampo di luce brillante. In alternativa, quando era 'No' il Ricevitore non vedeva alcuna luce. La decisione del mittente viene quindi consegnata direttamente al cervello del destinatario mediante stimolazione magnetica transcranica. Quindi, il ricevitore integra le informazioni ricevute dal mittente 1 e dal mittente 2. Anche il destinatario indossava un copricapo ECG, quindi simile ai mittenti, il destinatario prende una decisione direttamente dal suo cervello se ruotare o meno il blocco. Il ricevitore ora riempie con successo la riga in basso e completa il gioco.

Un totale di 5 gruppi (con 3 partecipanti ciascuno) ha completato con successo l'attività BrainNet. In un totale di 16 round di gioco, ogni gruppo ha riempito la linea almeno l'81 percento delle volte, ovvero in 13 prove. I ricercatori hanno valutato le prestazioni di BrainNet iniettando rumore attraverso falsi positivi, ecc. Si è visto che il ricevitore ha imparato a fidarsi del mittente più affidabile esclusivamente sulla base delle informazioni trasmesse al cervello proprio come accade nelle interazioni e nelle comunicazioni sociali della vita reale.

L'interfaccia cervello-cervello BrainNet descritta nell'attuale studio apre la strada al futuro delle interfacce cervello-cervello in cui i cervelli interconnessi di più di una persona potrebbero lavorare in modo collaborativo per risolvere problemi che non possono essere risolti da una sola persona.

***

{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Jiang, L. et al. 2019. BrainNet: Un'interfaccia cervello-cervello multi-persona per collaborazione diretta fra i cervelli. Rapporti scientifici. 9 (1). http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-41895-7

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