Nous: sistema operativo neurale consente ai pazienti paralizzati e senza voce di comunicare

La nuova interfaccia cervello-computer di Nuro utilizza segnali neurologici per consentire ai pazienti incapaci di parlare con medici e familiari.

Sedici anni fa, Henry Evans guidava i suoi figli a scuola quando improvvisamente si sentì male. Evans, che era il direttore finanziario di una startup tecnologica della Silicon Valley all'epoca, iniziò a biascicare le sue parole e cominciò ad avere problemi a vedere. Quando tornò a casa, lottò per mantenere l'equilibrio. Ore dopo, colpito da una rara malattia del tronco cerebrale simile a un ictus, era in coma; quando alla fine uscì dal coma, non fu in grado di muoversi o parlare. All'inizio, comunicò battendo le palpebre "sì" o "no", mentre sua moglie pronunciava lettere, per compitare le parole. Più tardi, guardò una lavagna coperta da lettere mentre sua moglie cercava di indovinare quello che stava dicendo.

 Ad inizio aprile, Evans - che è diventato un sostenitore dell'uso di tecnologie avanzate per aiutare le persone in situazioni simili - è diventato un precursore di un nuovo modo di comunicare. Una fascia avvolta intorno alla fronte, insieme ad un altro sensore sul ponte del naso, monitorava i segnali elettrici dal suo cervello e dagli occhi in tempo reale. Fondendo insieme questi segnali e cercando particolari firme nei dati, il sistema ha permesso a Evans di controllare e navigare attraverso un tablet davanti a lui senza toccarlo o parlare.

Poteva selezionare messaggi pre-scritti, come "Ho bisogno di acqua" o "Sento freddo", o digitare tramite una tastiera visiva sullo schermo. Su un altro schermo con vari comandi di Alexa, ha detto ad Alexa di iniziare a suonare. Sullo sfondo, la tecnologia misurava la sua concentrazione, il livello di calma e altri fattori che potevano essere utilizzati per inviare avvisi in caso di emergenza.

Nuos, il sistema è stato progettato da una startup chiamata Nuro. Cofounder e CEO Francois Gand, un imprenditore di tecnologia, ha iniziato a esplorare la tecnologia assistiva dopo un incidente e sette interventi ricostruttivi alla sua mano destra lo hanno lasciato incapace di tenere un mouse per diversi anni. Vide che le soluzioni attuali erano limitate. Dopo che un amico è rimasto parzialmente paralizzato in un incidente su un sentiero di montagna, Gand ha visto l'esperienza del suo amico come ulteriore conferma che aveva bisogno di trovare una soluzione migliore.

Il sistema Nuos è progettato in particolare per le persone che sono paralizzate e incapaci di parlare, una situazione che può accadere dopo un ictus. Nei casi più estremi, i pazienti soffrono di "sindrome bloccata", incapaci di muovere qualcosa di diverso dai loro occhi. "A quel punto nel tempo quelle persone rimangono intrappolate", dice Gand. "Hanno molte difficoltà ad iniziare ad interagire con il mondo, iniziare ad interagire con i loro familiari e interagire con medici, infermieri, operatori sanitari".

Questa era la situazione di Henry Evans in un primo momento, anche se in seguito riacquistò la capacità di muovere la testa e un leggero movimento tra il pollice e l'indice. Mentre lui e sua moglie perfezionavano lentamente l'uso di una "lavagna", alla fine diventarono così abili da poter pronunciare le parole senza sollevare il tabellone, semplicemente osservando i suoi occhi muoversi. Ma il processo è laborioso. Gand dice che un dottore gli ha detto che alcuni pazienti rifiutano di usare questo tipo di tavola. "Sono così frustrati e così arrabbiati perché non riescono ad esprimersi", dice. L'incapacità di comunicare può essere un'ultima goccia per alcuni pazienti. Alcuni sono andati in tribunale per combattere per il diritto al suicidio assistito.

La nuova tecnologia potrebbe aiutare a riportare una piccola quantità di controllo a questi pazienti. A causa delle continue domande di brevetto, Gand non spiegherà i dettagli di come funziona il sistema. Tuttavia, monitorando i segnali EEG in tempo reale dalla corteccia prefrontale, insieme ai segnali elettrici dagli occhi, e quindi utilizzando gli algoritmi per riconoscere modelli specifici nei dati combinati, il sistema è in grado di fornire al paziente il controllo dell'interfaccia utente.

Gand lo chiama un sistema operativo neurale. "Proprio come il DOS funzionava con una tastiera, Windows con un mouse, iOS con touch, Nuos è un altro livello di evoluzione in cui l'essere umano è ora in grado di comunicare e calcolare utilizzando segnali neurologici", dice. Il sistema utilizza l'intelligenza artificiale per adattarsi a un paziente. Ad esempio, chi ha appena avuto un ictus inizia con un'interfaccia utente semplificata che diventa gradualmente più avanzata. Può essere personalizzato per varie impostazioni. L'interfaccia può consentire a qualcuno di navigare in Internet, connettersi con sistemi esterni come la robotica e supporta una vasta gamma di altri usi.

Uno studio condotto da Stanford nel 2017 ha mostrato che era possibile che i pazienti con paralisi digitassero tramite il controllo del cervello, ma richiedevano un impianto chirurgico piuttosto che un archetto esterno. Quando, nel mese di aprile 2017, Facebook ha annunciato di volere consentire alle persone di digitare tramite un'interfaccia cervello-macchina (che dovrebbe richiedere interventi invasivi al cervello umano), dice Gand, Nuro aveva già avuto un sistema funzionante per la digitazione (e più) per nove mesi. La startup, che ha appena completato quattro mesi presso IndieBio, a San Francisco, si sta ora preparando per prove su larga scala con sistemi sanitari negli Stati Uniti e in Canada. Mentre la tecnologia può essere utilizzata in altre applicazioni, il team si concentra prima sull'assistenza sanitaria.

Evans, che è in grado di utilizzare un dispositivo di localizzazione della testa per scrivere ora e che può comunicare fluentemente con la sua famiglia con un tablet, vede un valore chiaro nel sistema per gli altri. "Si può affermare con sicurezza che Nuos, con un piccolo sviluppo abbastanza banale, sarebbe stato utile per me prima che io sviluppassi il movimento della testa", ha detto via email. "È anche sicuro dire che Nuos, insieme al sensore, sembra essere una svolta per coloro che non riescono a muovere la testa. . . ti permetterà di controllare il tuo ambiente e comunicare pensieri complessi (oltre ai pensieri di base), e farlo senza troppi sforzi. "

Jane Evans, la moglie, è d'accordo. "Fondamentalmente questo apre le porte a qualcuno per parlare", dice. "È veloce come te e parliamo? Certo che no, non è nemmeno vicino. Ma è una porta, una finestra, verso il mondo esterno. Più importante è che sono collegati e lo stanno facendo da soli. Riguarda la dignità umana. . . c'è qualcosa di così potente in questo. Non puoi portarlo via da un essere umano. "