L’impossibilità di comunicare con il mondo esterno dei pazienti completamente paralizzati - definiti locked-in, letteralmente "chiusi" dentro il proprio corpo - coscienti ma impossibilitati a stabilire una forma di contatto con il mondo esterno, è sconvolgente anche solo da immaginare.
Nel tentativo di permettere ai pazienti in questo stato di comunicare in qualche modo, sono stati testati diversi dispositivi, prototipi di interfacce tra cervello e computer, ma finora senza prove certe che funzionassero. Ora un nuovo apparecchio sperimentato su 4 pazienti sembra dare i primi risultati positivi: solo con la forza del pensiero, queste persone, tutte incapaci di muovere anche solo gli occhi, sono state in grado di rispondere “sì” oppure “no” a domande specifiche, e a comunicare stati d’animo o bisogni.
Pensieri e azioni. Le ricerche per tradurre l’attività del cervello in segnali, bypassando il resto del sistema nervoso e i muscoli, sono in corso da tempo. Sono stati sviluppati vari sistemi di interfacce cervello-computer per compiere operazioni "con la forza del pensiero", dal manovrare a distanza apparecchiature e strumenti, allo scrivere ripetendo dentro di sé le lettere necessarie.
Derivati dal guanto musicale sviluppato al MIT da Elly Jessop, Heap è una delle più evolute interfacce per l'utilizzo del computer in ambito musicale. Permette di "catturare fisicamente" le note con le dita e prolungarle, farle vibrare, alzarle o abbassarle con risultati sorprendenti e straordinari. E può suonare, diventando percussioni, chitarra e tanti altri strumenti in base al software col quale interagisce. Unico neo il costo, che si aggira sui 5000 euro. Qui sotto, un batterista all'opera con un sistema analogo:
Transform è l'applicazione per la casa 2.0 (e anche 3, 4 e 5.0) che rende il vostro arredamento capace di adattarsi, in una frazione di secondo, alle esigenze del momento. Vi serve un supporto per il tablet? Ecco che i cubetti del piano di lavoro si alzano per ospitarlo. Un portapenne? Eccolo salire dalla scrivania. La sedia è troppo alta? Il sistema vi riconosce... Il video qui sotto sembra quasi un gioco: è un po' lungo, ma vale la pena vederlo e dimostra al di là di ogni dubbio che cosa ci riserva il futuro.
ReacTable è l'ultima frontiera della musica elettronica. È un sistema composto da un piano con uno schermo interattivo sul quale il musicista posiziona gli elementi, ognuno dei quali è associato a una sonorità, la cui frequenza, volume e intensità cambiano in base alla posizione sul piano e rispetto agli altri elementi. Occorre pratica, ma alla fine il risultato è del tutto originale: qui sotto, un brano eseguito da Matt Robertson durante un concerto a Barcellona nel 2014.
Uno schermo piatto e a due dimensioni non vi basta? Volete essere liberi di appuntarvi un memo sulla parete o impilare disordinatamente i documenti come su una vera scrivania? BumpTop è la risposta: una versione 3D del classico desktop che permette di posizionare icone e documenti un po' ovunque. Il progetto è stato acquisito da Google nel 2010. Ecco come funziona:
Nato dalle esigenze e dall'esperienza dei geologi della National Science Foundation, Flexible Topography è una delle più evolute applicazioni per lo studio degli ambienti naturali. Utilizza una telecamera 3D, un proiettore e uno speciale software per la visualizzazione dei dati. L'utente, armato di paletta e rastrello, interagisce con la vasca di sabbia sulla quale è proiettata l'immagine. La posizione delle acque, le quote e le pendenze si modificano in tempo reale in base alle modifiche apportate: ecco come funziona il sistema realizzato dagli esperti della UC Davis, in California.
Se non sapete mai dove avete lasciato i vostri telecomandi, ecco il gadget che risolve ogni problema: Singlecue, per controllare tutti i dispositivi di casa con un gesto della mano. Così cambiare canale, abbassare il volume, accedendere la luce e via dicendo divenutano azioni da compiere in punta di dita. Singlecue utilizza una telecamera per catturare i gesti e trasformarli in segnali comprensibili dalla smart TV, hi-fi e altri dispositivi connessi alla rete domestica... Per adesso, però, deve ancora risolvere molti problemi di compatibilità.
InForm è un altro curioso progetto del MIT nato per rendere più realistica e interattiva la classica videoconferenza. Un'interfaccia "a cubetti" comandata da un computer replica forme e movimenti ripresi da una telecamera di fronte all'interlocutore, garantendo un'esperienza tattile fuori dal comune. La soluzione ideale per chi, anche da remoto, vuole concludere gli affari con una stretta di mano.
Interrogare un database creando le query con le mani, spostare file e cartelle semplicemente prendendole tra le dita: sono alcune delle funzionalità di SpaceTop, un'interfaccia 3D sviluppata da Microsoft's Applied Sciences Group insieme agli esperti del MIT. È composta da uno schermo trasparente e da una telecamera che riprende le mani dell'utente convertendone i gesti in comandi comprensibili al sistema, in questo modo:
Realizzare con questi sistemi un ausilio per i pazienti completamente paralizzati, colpiti da malattie neurodegenerative come la sclerosi laterale amiotrofica, è stato fin dall’inizio uno degli obiettivi di queste ricerche. I risultati delle sperimentazioni sono però sempre stati ambigui, e alcuni ritenevano che le persone in questo stato fossero prive della capacità di concentrazione necessaria per utilizzare questi sistemi.
La nuova ricerca, condotta da un team internazionale guidato dal Niels Birbaumer, del Wyss Center per la Bio e Neuroingegneria di Ginevra, in Svizzera, dimostrerebbe il contrario.
Ai quattro pazienti, in varie sessioni di allenamento, sono state presentate delle domande, alcune con risposta nota (tipo “sei nato a Berlino?”), altre con risposta aperta, relative in genere a situazioni della vita quotidiana, cui le persone dovevano rispondere pensando per alcuni secondi “sì”, oppure “no”. Mentre i pazienti pensavano la risposta, un sistema misurava i cambiamenti di ossigenazione del sangue e l’attività elettrica del cervello, addestrando il sistema a interpretare il segnale come un "sì" o come un "no". Secondo lo studio, pubblicato sulla rivista Plos Biology, al contrario di altri sistemi simili sperimentati in passato e basati sulla misurazione della sola attività elettrica, questo si è dimostrato affidabile nel riconoscere la risposta positiva o negativa almeno sette volte su dieci.
La sorpresa più grande per i ricercatori è stata che, alla domanda “sei felice?”, tutti e 4 i pazienti hanno risposto affermativamente: lo ritengono il segnale che, anche in condizioni che a una persona normale appaiono intollerabili, un piccolo miglioramento nella qualità di vita come quello permesso dalla possibilità di interagire con i familiari, può significare tantissimo.
È grigio. Falso. Diciamocelo chiaramente, il cervello "dal vivo" non è il massimo da vedere: immerso nella formaldeide dei laboratori, assume un aspetto grigiastro, tendente al giallo (non molto dissimile da questo corallo-cervello, chiamato così perché lo ricorda da vicino). Ma finché è in vita, il cervello mostra anche altri colori: rosso-rosato, per la presenza dei vasi sanguigni che lo irrorano; bianco, per la cosiddetta sostanza bianca, che comprende i fasci di fibre nervose che connettono le centinaia di miliardi di neuroni presenti al suo interno; e nero, nella substantia nigra, una formazione neuronale di colore scuro implicata in alcune funzioni motorie. C'è naturalmente anche il grigio della materia grigia, l'insieme dei corpi di neuroni: ma il nome serve più che altro a differenziarla dal colore chiaro della sostanza bianca.
Ne usiamo soltanto il 10%. Falso. Il cervello è un organo dispendioso dal punto di vista energetico ed evolutivo: non avrebbe senso avere un tale surplus di cellule nervose inutilizzate. Il falso mito ha origine nelle dichiarazioni dello scrittore e psicologo americano William James, secondo il quale sfruttiamo solo una piccola parte delle nostre risorse mentali. Le tecniche di imaging cerebrale lo hanno smentito, mostrando che gran parte del cervello è coinvolta anche durante le attività più semplici, come dormire. La percentuale ha senso solo se si pensa alla natura delle cellule del cervello, costituite per il 90% da cellule gliali, con la funzione di nutrimento, a supporto di un 10% di neuroni.
Foto: © JanVonHolleben/Splash/Splash News/Corbis
Quello umano è il più grande. Non esattamente. Il cervello umano pesa in media 1360 grammi, più o meno quanto quello di un delfino (considerato peraltro un animale intelligente). Quello di un capodoglio - meno brillante dei delfini - arriva a 7800 grammi, quello di un orango ad appena 370 grammi. Come si nota, non sono le dimensioni assolute del cervello a determinare l'intelligenza del suo "proprietario"; piuttosto, è il rapporto delle sue dimensioni con il resto del corpo. Per gli uomini, questa relazione è di circa 1:50. Per gli altri mammiferi, è in media 1:180, e negli uccelli è di 1:220.
Foto: © REUTERS/Ilya Naymushin
Sotto pressione lavora meglio. Falso. Vi sarà capitato di pensarlo dopo aver portato a termine con successo una scadenza che sembrava insormontabile. Ma il fatto di essere riusciti nell'impresa non significa aver svolto un lavoro di qualità. Lo stress è un pungolo efficace che spinge ad accelerare i tempi e a smettere di procrastinare. Ma gli ormoni rilasciati nei momenti frenetici sono efficaci solo in brevi situazioni di emergenza: alla lunga, finiscono con l'interferire con l'abilità del cervello di assimilare conoscenza. Sotto pressione è più facile compiere errori di omissione e portare a termine il compito in modo sbrigativo. Senza contare che le grandi idee arrivano quando la mente è lasciata libera di divagare.
Foto: © REUTERS/Michaela Rehle
Emisfero sinistro, ordine; destro, creatività. Non è proprio così. Il mito affonda le sue radici nelle prime osservazioni degli effetti di lesioni cerebrali effettuate nell''800, quando si scoprì che un danno in uno o nell'altro emisfero causava la perdita di specifiche abilità. Ma studi successivi e le moderne tecniche di imaging cerebrale hanno dimostrato che emisfero sinistro e destro sono fortemente interconnessi, e che sia i compiti strategici, verbali e matematici, sia quelli creativi e relativi all'immaginazione implicano attività in tutto il cervello, non solo in una delle due parti.
Foto: © Visuals Unlimited/Corbis
L'effetto Mozart funziona. Ascoltare un piacevole brano musicale fa aumentare il livello di dopamina (un neutrasmettitore che solleva il tono dell'umore) nel cervello, un fattore che molto probabilmente migliora le prestazioni cognitive. Ma questo non accade solo con la musica classica: funzionerebbe anche con Justin Bieber (se vi piace), o addentando una barretta di cioccolato. Il mito ha origine da uno studio dell'Università della California ad Irvine del 1993, in cui si sosteneva che l'ascolto di 10 minuti di Sonata di Mozart avesse migliorato alcune funzioni cognitive di un gruppo di soggetti. La ricerca è stata poi smentita da successive analisi. 11 problemi da curare con la musica
Foto: © REUTERS/Petr Josek
L'alcol brucia i neuroni. Non esattamente. Una sonora sbronza ha effetti evidenti sul modo di ragionare di chi ha bevuto. Ma non è corretto affermare che l'alcol "uccide" le cellule cerebrali. Piuttosto, può danneggiare le parti terminali del neurone, i dendriti, alterando la trasmissione del segnale nervoso (e con essa il modo in cui i neuroni comunicano). Si tratta per lo più di un effetto transitorio. Ma i bevitori incalliti possono sviluppare la cosiddetta sindrome di Korsakoff, un deficit di memoria associato a una degenerazione neuronale. Essa non è dovuta direttamente all'alcol, ma alla carenza di tiamina, una vitamina il cui assorbimento è ostacolato dall'assunzione di alcol.
Foto: © Visuals Unlimited/Nature Picture Library/contrasto
Se si lesiona è per sempre. Non è sempre così. Il termine "lesione cerebrale" fa subito pensare a forme di disabilità permanenti e a danni irreversibili, ma fortunatamente non è sempre così. Esistono danni cerebrali di minore entità, e per definizione transitori, come la commozione cerebrale, da cui il cervello di riprende in modo rapido. Quest'ultima consiste in una perdita di coscienza di breve durata dovuta in genere a un trauma cranico e non porta a danni cerebrali permanenti. La plasticità cerebrale, cioè la capacità del cervello di costruire nuove sinapsi e trovare nuovi percorsi per compiere determinate azioni, laddove i vecchi siano stati compromessi, consente spesso un parziale recupero anche da lesioni cerebrali più serie, ma localizzate. Favorire lo sviluppo di queste nuove strategie cognitive è il compito della riabilitazione neuropsicologica.
Foto: © REUTERS/Sergio Perez
Dopo i 40 è tutto un declino. Per fortuna, no. Alcune facoltà cognitive peggiorano con l'avanzare dell'età, è vero, ma altre vanno incontro a un deciso miglioramento. Da giovani sarà più facile apprendere le lingue, svolgere più compiti contemporaneamente, tenere a mente un numero di telefono appena dettato o concentrarsi solo sugli stimoli davvero utili in un contesto distraente. Con l'età, però (in condizioni di invecchiamento normale, e non patologico) arrivano un significativo miglioramento delle funzioni linguistiche - dato dall'esperienza - una migliore abilità nell'appianare i conflitti sociali e nel giudicare le persone, oltre alla capacità di regolare con più facilità le proprie emozioni.
Foto: © John Lund/Blend Images/Corbis
Ogni area ha un compito preciso. Non proprio. Se è vero che il cervello è organizzato in modo standard, con certe aree specializzate in particolari compiti e connesse ad altre in base a pattern conosciuti, è però anche un organo eccezionalmente plastico, e non è corretto localizzare un determinato compito esclusivamente in una limitata porzione di esso. Imparare una nuova disciplina, come per esempio suonare uno strumento, modellerà e cambierà le connessioni in alcune aree deputate al controllo motorio. Allo stesso modo, nei non vedenti, le aree normalmente deputate alla percezione visiva saranno dedicate, per esempio, all'ascolto. Inoltre, come abbiamo già ricordato, il cervello è più interconnesso di quanto si sia abituati a pensare, e le sue aree lavorano quasi sempre in stretta collaborazione.
Foto: © HAMILTON/REA/contrasto
La memoria si può allenare. No, i giochi di enigmistica non vi renderanno più abili nel ricordare (né tantomeno più intelligenti). La memoria non è un muscolo che si possa potenziare con esercizi ripetuti: vale a dire, un generico training scollegato da precisi contenuti non migliorerà le vostre performance cognitive generali. Diverso è il discorso per chi deve affrontare un compito specifico (per esempio un esame, o un discorso pubblico). In quel caso, il tempo speso ad allenarsi sarà direttamente proporzionale ai risultati finali. Naturalmente, mantenere uno stile di vita attivo, curioso e interessato agli stimoli esterni (lettura dei giornali, mostre, viaggi, incontri con gli amici) servirà comunque da fattore protettivo contro il declino cognitivo, soprattutto in età avanzata.
Foto: © Ben Hupfer/Corbis
La memoria è un registratore fedele. Ci piacerebbe fosse vero, ma non è così: la nostra capacità di ricordare non è infallibile, ma soggetta a fattori che possono causare distorsioni, dubbi, riscritture e veri e propri "vuoti". Tra questi troviamo interferenze successive o precedenti il ricordo in questione, che vanno a sovrapporsi alla traccia, deformandola; ma anche le emozioni associate a quel determinato momento, o il contesto in cui un ricordo viene revocato. Studi dimostrano, per esempio, che il modo in cui vengono formulate le domande ai testimoni oculari di incidenti o rapine influisce notevolmente sulla rievocazione dell'episodio da parte degli interrogati.
Foto: © Pete Saloutos/CORBIS
