Kume Bryant (Contemporary, Tucson, Arizona) - Artificial Intelligence – 2013

 

Cervelli e topi

di Vincenzo Rampolla

 

Nel 1950, con l’alito della guerra ancora nell’aria, peggiorano le relazioni tra Usa e Urss, tra loro si insinua la guerra fredda e prende vita la NATO. Il Presidente Usa Truman decide di farsi carico della lotta globale contro l'avanzata del comunismo e si impegna attivamente in ogni paese minacciato.

È tempo di agire.

L’Agenzia della Sicurezza Nazionale NSA (National Security Agency) affida alla società Signals Intelligence lo sviluppo del progetto Intelligence radiation definito: Emissione di informazioni con onde elettromagnetiche non emesse intenzionalmente nell'ambiente, ad esclusione di radioattività o di esplosione nucleare. Chi ci capisce è bravo. Parole ermetiche e ambigue.

Che significano? Usando particolari frequenze di onde elettromagnetiche si dà vita alla stimolazione del cervello con il controllo a distanza dell’attività dei neuroni cerebrali RNM (Remote Neural Monitoring) abbinata a un’interfaccia elettronica con il cervello EBL (Electronic Brain Link). L’obiettivo viene alla luce dalla lettura del brevetto ora desecretato (Patent Number: 03951134 – Bohemia, New York): con avanzatissime apparecchiature elettroniche un operatore della NSA può studiare da lontano l'attività elettrica del cervello umano (con frequenze 14-30 Hz in stato di veglia), può inviare segnali predefiniti alla corteccia uditiva di un soggetto e provocare una comunicazione audio al suo cervello evitando le orecchie, può trasmettere direttamente immagini alla sua corteccia visiva evitando occhi e nervi ottici e mostrare sullo schermo immagini del cervello.

Durante le fasi del sonno può decidere anche di inserirgli immagini nel cervello e di programmarlo. I componenti del sistema per controllare l'attività delle onde cerebrali sono quelli impiegati solitamente nei radar.

Le frequenze operative per i trasmettitori variano da 1 MHz a 40 GHz, ma si possono adattare a una particolare funzione e alle caratteristiche del soggetto.

Con appositi modulatori si può decifrare l'attività cerebrale del soggetto, selezionare componenti delle sue onde cerebrali, analizzarle al computer e conoscere e controllare i suoi processi mentali.

Si possono infine verificare le regolarità della pulsazione cardiaca e di altri parametri fino a rilevare casi di allucinazioni.

Il sistema consente diagnosi cliniche a pazienti da stazioni remote inaccessibili ai medici.

Senza alcun contatto con il soggetto, l’obiettivo indiretto di intervento è, ad esempio, simulare a sua insaputa ossessioni uditive o visive (tipiche della schizofrenia paranoide).

Con tale progetto Truman, l’Agenzia e gli alleati si sono messi in pace la coscienza. Per quanto, non si sa.

 

70 anni dopo, con l’AI e con ben altre tecnologie si tenta di arrivare a risultati analoghi, con intenzioni e scopi diversi.

Laboratori e scienziati del pianeta ignorano il progetto Intelligence radiation, nato dai padri Von Neumann, Turing e Fermi, oggi morti e sepolti, quando tutto andava avanti a suon di valvole e il primo computer a transistor usciva nel ’53 dalla Bell Telephone. Procediamo per gradi e seguiamo il cammino delle neuroscienze e dell’AI.

Gli anni 2011-2013 sono stati i più fertili per lo sviluppo di una nuova EBL, detta oggi Interfaccia Cervello - Computer BCI (Brain Computer Interface), ben lontani dal controllo a distanza RNM. Con la BCI gli impulsi provenienti dal cervello sono letti e tradotti in movimenti eseguiti da arti robotici artificiali, soluzione che consente a portatori di handicap di muoversi; si studiano interfacce in grado di interpretare correttamente la globalità delle varianti dei segnali ricevuti, dando alle protesi la capacità di eseguire esattamente tutti o quasi i movimenti desiderati.

Nel settore bellico si studiano anche nuovi chip da innestare ai militari per monitorare e modulare il loro sistema nervoso e fare fronte alle condizioni fisiche e mentali in caso di conflitto.

È da tempo in studio un impianto controllabile attraverso la luce, in grado di attivare a comando un’area del cervello.

Nei topi ingegnerizzati (topi cyborg) si è arrivati a associare a uno stimolo luminoso la memoria di una sensazione provata, la paura o la fame, ad esempio. È la tecnologia della neural lace: una rete di elettrodi di micro dimensioni inserita nel cervello e indirizzata alla zona da controllare.

In Cina è usata per misurare il grado di stress dell’operaio e le reazioni sul posto di lavoro.

Proseguiamo con un gruppo di topi (emittenti) addestrati a rispondere a uno stimolo visivo (azionare tra due leve quella corrispondente all’accensione di una lampadina) o a uno stimolo tattile (varcare un’apertura stretta o larga rilevandola con le vibrisse).

Il compito motorio o sensoriale richiede la scelta tra due possibilità.

Un secondo gruppo di topi (riceventi) viene addestrato per selezionare una delle due opzioni quando la loro corteccia riceve uno o più impulsi elettrici.

Le cortecce cerebrali dei due gruppi sono collegate in corrispondenza del compito da eseguire e quando il topo emittente esegue un'attività, le scariche elettriche sono trasformate in tempo reale in impulsi elettrici da un algoritmo AI e stimolano la corteccia del topo ricevente.

Il tasso di reazione corretta dei riceventi alla stessa reazione degli emittenti è del 62%, più alto di una stima probabilistica e senza le modalità di comunicazione naturali tra roditori. A ogni risposta giusta, il ricevente ha un sorso d'acqua in premio.

Il test dimostra che i neuroni della corteccia sensoriale che rispondono alla stimolazione meccanica delle vibrisse possono percepire i segnali da vibrisse diverse dalle loro.

L’interfaccia usata per pilotare arti artificiali viene sperimentata da ricercatori inglesi su un gruppo di 3 scimmie.

Ogni scimmia controlla una funzione di un braccio robotico e insieme devono cimentarsi a coordinare le loro attività cerebrali per muovere il braccio. Funziona.

Il caso viene sfruttato e si inventa un nuovo tipo di rete, la Brainet, la rete di cervelli interconnessi. Adottando lo stesso schema, con un nuovo test si collegano i cervelli di 4 topi cyborg che devono eseguire difficili esercizi di disposizione e di calcolo.

La riuscita non si fa attendere e permette di dimostrare che gruppi di animali possono coordinarsi rapidamente per svolgere insieme compiti più complessi.

A loro volta gli stessi scienziati sviluppano una Brainet umana, non intrusiva, per il programma di autoformazione interna sulle neuroscienze.

I test uomo-animale si moltiplicano e in un recentissimo lavoro di BBI (Brain to Brain Interface) viene messo a punto il controllo del movimento di uno scarafaggio cyborg.

Il cervello di un essere umano viene collegato a un neurostimolatore del nervo delle antenne di uno scarafaggio cyborg facendolo procedere a più riprese lungo un percorso sinusoidale.

Successo, anche in questo caso.

L’Università di Washington brucia le tappe e effettua la prima connessione non invasiva tra due cervelli umani grazie alla combinazione della tecnologia EEG (elettroencefalogramma) con la Stimolazione Magnetica Transcranica MTS (Magnetic Transcranic Stimulation).

Si parla di controllo remoto tra pensiero e azione. Come avviene?

Il 12 agosto 2013 un ricercatore riesce a spostare il dito di un collega seduto alla periferia del campus con un segnale inviato via Internet al suo cervello.

Collegate via Skype le due persone non sono messe in grado di vedere gli schermi. Uno, con un casco connesso a un EEG, legge l'attività del proprio cervello e la riproduzione di un videogioco.

Al momento di colpire un bersaglio, con la mano destra immagina di fare clic sul pulsante, senza eseguire l'azione. Immediatamente il collega a distanza, anch’egli con un casco collegato a sensori posti sulla corteccia e con inserito uno stimolatore elettromagnetico, sposta automaticamente la mano destra sul pulsante per tirare un colpo al bersaglio e attribuisce l’atto involontario della mano a un tic nervoso. Ci siamo.

E qual’è il passo successivo? Migliorare il dialogo tra i due cervelli, perché l’EEG è incapace di decifrare i pensieri di una persona e permette di rilevare soltanto i segnali semplici del cervello. Non tardano le reazioni dalla Spagna, dall’MIT di Boston e dalla Corea.

Con il FUS (Ultrasuono Transcranico Focalizzato), tecnologia non invasiva nota in neurochirurgia per la rimozione di tumori cerebrali e ​​in grado di stimolare l'attività neurale di specifiche regioni cerebrali, viene realizzata l’interfaccia al cervello che mancava per ottenere segnali interpretabili da un computer: in un esperimento uomo-topo nasce l'interfaccia BBI (Brain to Brain Interface) tra cervelli di specie diverse.

In modo non invasivo un soggetto stimola l'area del cervello di un topo che regola il moto della coda. Inizia con l'intenzione di agire e osserva su uno schermo i segnali luminosi prodotti dalla sua intenzione, li confronta con i segnali dall’EEG e ne studia la sincronizzazione.

Con segnali in fase l'ampiezza del segnale dell’intenzione cresce e innesca l’invio di ultrasuoni con frequenza tale da eccitare l’area motoria di un topo sotto anestesia. L'eccitazione provoca il movimento della coda, rilevato da un sensore di moto. Il risultato è quasi perfetto.

Con una precisione del 94 % e un ritardo di 1,6 secondi l'interfaccia ha operato dall'inizio dell’intenzione fino al moto della coda. Con la programmazione AI il test ha dimostrato la fattibilità di un’interfaccia che collega le funzioni neurali centrali tra due entità biologiche.

Un notevole passo avanti nel cammino dell’AI applicata agli scambi tra cervello di uomo e di topo viene dall’ultimo esperimento del 6 febbraio 2019: con un'interfaccia realizzata su computer che invia istruzioni dall'uomo al topo, i ricercatori della Zhejiang University, Hangzhou (Cina) hanno raggiunto lo scopo: guidare a distanza, senza cavi, il percorso di un topo cyborg in un labirinto.

È il caso di un animale guidato dal pensiero dell’uomo.

Con un addestramento intensivo di mesi praticato da 6 operatori, nella prima fase i topi sono andati avanti e indietro lungo gli 8 bracci di una struttura stellare di piste larghe 12 cm e lunghe circa un metro. Deposti a mano all’inizio di ogni pista, sono pilotati fino al centro della stella per girare a destra o a sinistra o avanzare o tornare indietro, con pause e durante sessioni ripetute 8 volte ogni giorno per 5 giorni, fino a raggiungere il 98% di interpretazione corretta dei comandi.

In un secondo tempo gli operatori hanno guidato i topi attraverso un labirinto molto complesso, con salite, discese, ostacoli da aggirare, una strettoia e i gradini di una scaletta finale, il tutto in 5 minuti. La guida a distanza degli animali è avvenuta attraverso la connessione di dispositivi per inviare informazioni tra i due cervelli dell’uomo e del topo.

Con un casco collegato a un EEG e al computer che rileva l'intenzione di muovere un braccio, sinistro o destro, l’operatore dà i comandi per girare a sinistra o a destra e con il battito delle ciglia comanda al topo di avanzare. Il topo cyborg ha un chip micro-stimolatore impiantato nel cervello e controllato a distanza da Bluetooth. 2 coppie di elettrodi stimolano le parti della corteccia sensoriale relative alle vibrisse per il segnale di girare e altre 2 coppie di elettrodi sono impiantate nel telencefalo (noto come circuito di ricompensa) per comandare al topo di avanzare e ricevere una ricompensa virtuale.

Dopo 8 anni di ricerche, nel 2019 si è riusciti a stabilire il dialogo tra cervello umano e cervello del topo. È l’uomo ora che pilota l’animale, agitando (virtualmente) le braccia a destra e a manca e muovendo le ciglia. Va detto sottovoce che all’inizio degli anni ’70, il Dipartimento della Difesa Usa aveva rispolverato il progetto della NSA traendone spunto e sviluppando SQUAD, un Sistema di gamma acustica silenziosa.

Nel settore privato la tecnologia fu detta Sistema Silenzioso di Presentazione Subliminale SSPS (Silent Subliminal Presentation System) e dotata di un dispositivo che emetteva potenti onde UHF (Ultra High Frequency) a frequenze molto alte e un programma per inserire direttamente messaggi nel subconscio dei soggetti. Qualcuno la chiamò arma.

Attraverso l’RNM, il controllo a distanza dell’attività neuronale, e con un software non AI che si interfacciava con il web, l’utente del sistema poteva connettersi via computer e controllare uno o più soggetti. L’SSPS è stato sperimentato nella guerra del Golfo e in Somalia (Brevetti Usa n. 5.159.703 ottobre 1992; 5.889.870 marzo 1999; 6.052.336 aprile 2000). E gli effetti? Tuttora secretati.