Interfacce cervello-computer (BCI) con una storia più lunga nella fantascienza (dagli anni ‘1950) e nella ricerca e nei modelli animali (a partire dagli anni ‘1970) rispetto agli impianti pratici per l’uomo (anni ‘1990). Un’interfaccia cervello-computer collega un cervello umano direttamente a un computer, dove i segnali neurali vengono interpretati e utilizzati per eseguire attività come la manipolazione di un mouse. In questo modo, un paziente paralizzato può navigare in rete o addirittura muovere un braccio protesico con la sola mente.
Le persone sane possono persino utilizzare interfacce cervello-computer non invasive come un altro tipo di dispositivo di input del computer, come un mouse o una tastiera, sebbene questa tecnologia debba ancora essere commercializzata. Le interfacce cervello-computer possono anche inviare informazioni al cervello, ad esempio utilizzando elettrodi per stimolare la corteccia visiva a “vedere” una scena ripresa da una videocamera esterna, consentendo ai pazienti non vedenti di possedere nuovamente la vista, anche se tutt’altro che perfettamente.
Diverse tecnologie sono state utilizzate con successo per ottenere segnali di base dal cervello e in un computer. Questi sono suddivisi in BCI invasivi, in cui gli elettrodi vengono impiantati nella materia grigia del cervello; BCI parzialmente invasivi, impiantati all’interno del cranio ma appoggiati solo sulla parte superiore del cervello; e BCI non invasivi, che coinvolgono dispositivi di plastica che scivolano sulla testa come una cuffia da doccia. In generale, più invasivo è il BCI, più tessuto cicatriziale, possibili complicanze e spese, ma maggiore è la risoluzione dell’input e dell’output.
A partire dagli impianti nei ratti nei primi anni ’90, sono stati sviluppati impianti cerebrali che consentivano il controllo di manipolatori o cursori esterni. Le scimmie sono state le prossime a ricevere gli impianti e la specie continua ad essere l’obiettivo della ricerca BCI più sofisticata oggi. La grande pietra miliare per gli esseri umani arrivò nel 1998, quando a un paziente di nome Johnny Ray, che soffriva di “sindrome bloccata” a causa di un ictus che colpiva il tronco cerebrale, fu dato un impianto e, dopo diverse settimane di allenamento, poteva usarlo per manipolare un cursore e compitare le parole. Questa è stata un’esperienza trasformativa per il paziente: senza l’impianto, sarebbe rimasto completamente incapace di contattare il mondo esterno, in grado solo di osservare e riflettere in silenzio fino alla morte. La BCI ha aperto un canale di comunicazione e ha migliorato incommensurabilmente la qualità della vita del paziente.
Nel 2002, Jens Naumann, un uomo che è diventato cieco in età adulta, è diventato il primo di 16 pazienti paganti a ricevere un impianto di visione da William Dobelle, un pioniere nel campo. A questo punto, la miniaturizzazione dei computer e delle fotocamere di qualità ha permesso di installare l’impianto senza la necessità di un collegamento a un grande mainframe, come era stato richiesto per i precedenti tentativi in questa direzione. L’impianto offriva solo una visione in bianco e nero a un frame rate relativamente lento, ma era sufficiente per consentire al paziente di guidare lentamente un’auto intorno al parcheggio dell’istituto di ricerca. Questa è stata la prima vera commercializzazione di interfacce cervello-computer.
Nel 2005, il tetraplegico Matt Nagle è diventato la prima persona a controllare un braccio protesico utilizzando un impianto cerebrale, sviluppato dalla società Cyberkinetics Neurotechnology con il nome di prodotto BrainGate. Cybercinetica La neurotecnologia cerca ancora di essere la prima azienda a portare le BCI al pubblico in grande stile.