Dal pensiero alla parola

Proseguono i progressi scientifici nelle neuroscienze e uno studio americano mostra le potenzialità dell’intelligenza artificiale. Se le si insegna a decodificare il pensiero umano imparerà a tradurre i pensieri in parole, dando voce a chi non può comunicare.
Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musiche di Walter Sguazzin.

Leggere la mente e tradurre i pensieri in parole. Una capacità che in parte è già stata sviluppata e la persona più famosa al mondo dotata di una tecnologia che le consentisse di parlare anche senza pronunciare verbo è stato, sicuramente, Stephen Hawking, l’astrofisico inglese scomparto nel marzo del 2018.

Il grande scienziato, una delle menti più brillanti del nostro tempo e un uomo dotato di un senso dell’autoironia fuori dal comune, fu colpito già in giovane età da una malattia tanto terribile quanto invalidante, una forma di degenerazione dei motoneuroni, probabilmente una forma atipica di SLA – sclerosi laterale amiotrofica – che ha provocato una lenta e inesorabile atrofia muscolare che gli tolse con il tempo il controllo del proprio corpo e l’uso della parola.
Una condizione che purtroppo accomuna coloro che si ammalano di SLA o che sono colpiti da forme particolarmente lesive di ictus o che hanno subito, per una qualche ragione, danni cerebrali.
Non potere esprimere i propri pensieri a parole e spesso non avere neppure il supporto del corpo per sopperire alla mancanza della voce deve essere un’atroce condanna. Ma è in questi casi che il soccorso della tecnologia diventa una vera e propria benedizione.

Strumentazioni in grado di tradurre in parole i pensieri già esistono e il ricordo della voce robotica del sintetizzatore vocale del computer di Hawking ce lo rammenta, ma la bella notizia è che oggi è stato un fatto un notevole passo in più. Un passo compiuto dai neuroingegneri dello Zuckerman Institute della Columbia University di New York, guidati dal dottor Nima Mesgarani con uno studio recentemente pubblicato sulla rivista “Scientific Reports”.

Il successo della loro scoperta dipende dall’incontro tra il sintetizzatore vocale e l’intelligenza artificiale (AI). L’idea è di creare un dispositivo in grado di consentire ai computer di comunicare direttamente con il cervello umano.
Come spiegano i ricercatori, quando si parla, si ascolta o anche solo si immagina di farlo, il nostro cervello compie delle attività specifiche, creando modelli costituiti da schemi di segnali. Gli scienziati hanno cercato di scoprire tali schemi e di codificarli, in quanto applicare i modelli così analizzati potrebbe riuscire a tradurre un pensiero in un discorso verbale.

La decodificazione dei modelli creati durante un discorso è stata la parte più complicata del progetto. Inizialmente sono stati analizzati gli spettrogrammi delle frequenze del suono, ma senza grandi successi. Gli scienziati, quindi, sono passati all’utilizzo di un vocoder, un algoritmo informatico in grado di sintetizzare il parlato umano dopo essere stato formato grazie al ricorso a registrazioni di persone che parlano. «La stessa tecnologia utilizzata da Amazon Echo e Apple Siri per dare risposte verbali alle nostre domande» ha spiegato il dottor Mesgarani.
L’intelligenza artificiale del vocoder è stata allenata utilizzando i modelli prodotti dalle reti neurali di alcuni pazienti affetti da epilessia la cui attività cerebrale ha così “insegnato” all’algoritmo a riconoscere determinate frasi.
In pratica sono stati registrati i segnali cerebrali prodotti dai pazienti mentre ascoltavano una voce che contava da 0 a 9. Il suono prodotto dal vocoder in risposta a questi segnali è stato poi analizzato e ripulito, ottenendo una voce artificiale in grado di ripetere i numeri letti in maniera molto chiara e molto simile all’originale.
Il prossimo passaggio sarà testare delle parole e delle frasi più complicate.

L’idea è di riuscire a realizzare sistemi BCI (brain-computer interface) vocali ovvero applicazioni di interfaccia cervello-computer. Nello specifico l’intenzione dei ricercatori della Columbia è creare un dispositivo indossabile che possa aiutare le persone con deficit comunicativi a esprimersi, traducendo i loro pensieri in parole.
Una volta sviluppata, dunque, l’applicazione aiuterà chi non può più comunicare con il mondo circostante a tornare a farlo in piena autonomia.
Se poi questi pensieri dovessero essere illuminanti come quelli di Hawking, tanto meglio per l’umanità!