di  -  lunedì 25 maggio 2009

All’inizio dell’800 Beethoven compose molta musica, tra cui la famosa Nona Sinfonia, pur essendo completamente sordo. Un musicista sente la musica prima di tutto nella propria testa, per poi produrla tramite il suo strumento o la sua voce. Ma cosa succede nella nostra testa quando pensiamo ad una nota, o semplicemente quando pensiamo e basta?

Nel 1924, per la prima volta, Hans Berger scoprì l’esistenza delle onde cerebrali, ovvero onde elettromagnetiche che si formano nel nostro cervello per permettere ai neuroni di comunicare l’un l’altro. Queste onde sono attualmente la base degli elettroencefalogrammi ed il principale metodo di diagnosi dell’epilessia e altre forme di malattie neurologiche. Nel 1970 vi è stato il primo tentativo, da parte di Jacques Vidal, di utilizzare queste onde cerebrali per comunicare con un computer.

Quest’argomento ha avuto grande successo tra la comunità scientifica, ed un’intera branca di neuroscienze si è sviluppata in questo senso, sotto il nome di BCI (Brain-computer interface). L’idea non è molto diversa dalle neuroprotesi , quando un apparecchio elettronico va a sostituirsi a parte del sistema nervoso umano, fornendo per esempio supporto a persone non vedenti o non udenti.

La principale differenza tra le neuroprotesi e il BCI è che il Brain-computer interface non può essere collegato a qualsiasi parte del sistema nervoso, come ad esempio alla parte periferica come accade per le neuroprotesi, ma è un’interfaccia di comunicazione tra il cervello vero e proprio e un computer, ovvero, per dirla in modo un po’ fantascientifico, è un sistema di comunicazione tra il cervello umano e il cervello elettronico. 

Nel 1990 è stato raggiunto il primo successo in questo campo, quando Jonathan Wolpaw insieme al suo gruppo di ricerca sono riusciti ad utilizzare per la prima volta le onde cerebrali per muovere il cursore del computer. Non appena la tecnologia permette una nuova forma di espressione, l’uomo ne approfitta, e l’idea produrre musica tramite le onde cerebrali non ha tardato ad arrivare.

A dire il vero, quest’idea aleggiava nell’aria già da molto tempo, infatt la prima persona che è riuscita a comporre della musica “con la sola forza del pensiero” è stato Alvin Lucier, un compositore americano che nel 1965 ha presentato il pezzo “Music for Solo Performer “.

Per questo pezzo l’artista ha collegato sul proprio cranio degli elettrodi in grado di rivelare sbalzi nelle onde alpha (ovvero un tipo di onde cerebrali) prodotte dal suo cervello. Queste onde alpha erano poi amplificate e il risultante segnale elettromagnetico utilizzato per far vibrare una persussione che veniva così ascoltata dal pubblico in sala.

Oggi, in Inghilterra, nel Centro interdisciplinare per la ricerca della Computer Music dell’Università di Plymouth, il professor Eduardo Miranda, che dirige il Future Music Lab, sta lavorando con la sua équipe allo sviluppo di progetti legati alla BCMI (Brain Computer Music Interface, termine da lui coniato), ovvero quella sezione della BCI applicata alla musica. Anche questo studio, come la BCI vera e propria, è mirato a facilitare la vita e la possibilità di comunicazione delle persone disabili.

In particolare la ricerca di Miranda si basa sulle esperienze storiche precedenti, ma le sviluppa sotto diversi punti di vista. Innanzi tutto, il segnale dell’elettroencefalogramma viene studiato ed analizzato in modo molto più approfondito, con nuove tecniche studiate ad hoc. Inoltre, vengono effettuate diverse prove psicofisiche sperimentali in modo da migliorare la comprensione della componente delle onde cerebrali associate alla cognizione musicale dell’individuo, anche per insegnare alla persona a concentrarsi nella produzione di onde alpha di questo tipo, specifiche per la creazione della musica. Infine, vengono applicate queste ricerche per lo sviluppo di tecniche applicabili per la composizione musicale tramite la BCMI.

Le difficoltà da affrontare sono ancora molte, perché spesso per una persona con un elevato grado di disabilità può essere difficile controllare l’ambiende circostante ed il proprio elettroencefalogramma. Ciò non di meno, le applicazioni della BCMI non tardano ad arrivare, soprattutto grazie all’estro artistico umano, che è sempre pronto ad approfittare di queste nuove tecnologie per esprimere il propri sentimenti e le proprie sensazioni in modo completamente nuovo e innovativo.

Per maggiori informazioni su questo argomento, consiglio la visione della video-intervista pubblicata sull’Espresso a cura di Ludovica Amoroso: http://espresso.repubblica.it/multimedia/5639026.

3 Commenti »

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  • # 1
    Brain
     scrive: 

    Una precisazione.

    Le onde elettromagnetiche emesse dal cervello non sono il mezzo con cui i neuroni comunicano, ma semplicemente l’effetto della sua attività elettrica (depolarizzazione della cellula). I neuroni communicano attraverso i neurotrasmettitori che vengono rilasciati nelle sinapsi.

    http://it.wikipedia.org/wiki/Neurone

  • # 2
    august
     scrive: 

    un azienda italiana…mi sembra si chiami Pub Company sta creando un video game per la Wii dove vengono usare le onde celebrali per giocare. Una nuova frontiera del gaming?
    http://www.vimeo.com/4078004

  • # 3
    Fede
     scrive: 

    L’idea di usare le onde celebrari per comandare un computer è un’idea ambiziosa e sono convinto molto fattibile;
    Il problema è che Io non credo che attualmente siano stati possibili effettuare gli esperimenti descritti in questo articolo …
    Mi spiego meglio …
    In linea di principio la cosa è fattibile perché le onde celebrari sono appunto onde elettromagnetiche (e anche se non fossero elettromagnetiche sarebbero necessariamente meccaniche ergo con un opportuno trasduttore sarebbe ugualmente possibile ricondurle ad un segnale elettrico variabile nel tempo), quindi ovviamente servono dei sensori che le rilevano e le amplificano, in poche parole dovrebbero essere dei banali circuiti risonanti che amplificano il segnale in condizioni di risonanza per un fattore Q che dipende dalla bontà del circuito risonante stesso, poi ci sarebbero due vie da percorrere o il segnale viene trasmesso ad una porta di Input del computer mediante cavo oppure mediante tecnologie wireless … bene bene fin qui nulla di nuovo escluso la novità della particolare sorgente emittente; ora che abbiamo il segnale elettrico cosa ne sappiamo di come in esso è codificata effettivamente l’informazione che il cervello ha pensato emmettendo appunto la corrispoondente onda elettromagnetica? esattamente qui sorgono i miei dubbi sull’effettive possibilità di applicazioni attuali perché non conosciamo attualmente in dettaglio il protocollo di trasmissione delle informazioni del cervello umano se fossimo a questo punto sapete quanti problemi avremmo risolto? …
    Ad ogni modo restando nella fantasia voglio stuzzicare ancor di più l’appetito … comporre musica con il pensiero sarebbe una delle tante applicazioni come quella di comandare il puntatore del mouse, oppure impartire semplicemente dei comandi al computer. Un’altra applicazione sarebbe nel campo fotografico, perché i nostri occhi sarebbero i sensori CCD e l’ottica di base (elementi dell’occhio più efficienti di qualsiasi reflex professionale fullframe) dell’ipotetica fotocamera, infatti basta saper interpretare i segnali emessi dalla retina che vengono trasmessi al cervello.
    Altre applicazioni sarebbero nella domotica, con il semplice pensiero sarebbe possibile aprire le finestre, accendere l’impianto di climatizzazione a pompa di calore, il principio sarebbe sempre lo stesso rivelazione delle onde celebrari, decodifica delle informazioni in esse contenute ma questa volta invio a servomeccanismi quali elettrovalvole e motori ecc. ecc.

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