Facebook sta abbandonando i piani per creare un'interfaccia che legga il cervello

Un prototipo del dispositivo ottico di Facebook per la lettura dei segnali cerebrali. Facebook

La primavera del 2017 può essere ricordata come la festa di coming out per la campagna di Big Tech per entrare nella tua testa. Fu allora che si diffuse la notizia della nuova società di interfacce cerebrali di Elon Musk, Neuralink, su cui sta lavorando come cucire migliaia di elettrodi nel cervello delle persone . Alcuni giorni dopo, Facebook si è unito alla ricerca quando ha annunciato che la sua skunkworks segreta, denominata Building 8, stava tentando di costruire un auricolare o una fascia che consentisse alle persone di inviare messaggi di testo pensando, toccandoli a 100 parole al minuto.

L'obiettivo dell'azienda era un'interfaccia vivavoce che chiunque potesse utilizzare nella realtà virtuale. E se potessi digitare direttamente dal tuo cervello? chiese Regina Dugan, un ex ufficiale della DARPA che allora era a capo della divisione hardware dell'Edificio 8. Sembra impossibile, ma è più vicino di quanto pensi.

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Ora la risposta è arrivata e non è affatto vicina. Quattro anni dopo aver annunciato un progetto pazzesco e sorprendente per costruire un'interfaccia vocale silenziosa utilizzando la tecnologia ottica per leggere i pensieri, Facebook sta archiviando il progetto, dicendo che la lettura del cervello dei consumatori rimane ancora molto lontana.

In un post sul blog, Facebook ha affermato che interromperà il progetto e si concentrerà invece su un controller da polso sperimentale per la realtà virtuale legge i segnali muscolari del braccio . Sebbene continuiamo a credere nel potenziale a lungo termine delle tecnologie ottiche [interfaccia cervello-computer] montate sulla testa, abbiamo deciso di concentrare i nostri sforzi immediati su un approccio di interfaccia neurale diverso che abbia un percorso di mercato a più breve termine, l'azienda disse.

Il progetto di digitazione cerebrale di Facebook lo aveva portato in un territorio inesplorato, incluso finanziamento di interventi chirurgici al cervello in un ospedale della California e costruendo prototipi di elmetti che potrebbero sparare luce attraverso il cranio, e in aspri dibattiti sul fatto che le aziende tecnologiche debbano accedere a informazioni private sul cervello. Alla fine, tuttavia, la società sembra aver deciso che la ricerca semplicemente non porterà a un prodotto abbastanza presto.

Abbiamo molta esperienza pratica con queste tecnologie, afferma Mark Chevillet, il fisico e neuroscienziato che fino all'anno scorso ha guidato il progetto del discorso muto, ma recentemente ha cambiato ruolo per studiare come Facebook gestisce le elezioni. Questo è il motivo per cui possiamo affermare con sicurezza che, come interfaccia utente, un dispositivo vocale silenzioso ottico montato sulla testa è ancora molto lontano. Forse più a lungo di quanto avremmo previsto.

Lettura della mente

Il motivo della mania per le interfacce cervello-computer è che le aziende vedono il software controllato dalla mente come un'enorme svolta, importante quanto il mouse del computer, l'interfaccia utente grafica o lo schermo a scorrimento. Inoltre, i ricercatori hanno già dimostrato che se posizionano elettrodi direttamente nel cervello per toccare i singoli neuroni, i risultati sono notevoli. I pazienti paralizzati con tali impianti possono muovere abilmente i bracci robotici e gioca ai video giochi o genere tramite il controllo mentale.

L'obiettivo di Facebook era trasformare tali risultati in una tecnologia di consumo che chiunque potesse utilizzare, il che significava un casco o una cuffia da indossare e da togliere. L'azienda non ha mai avuto intenzione di realizzare un prodotto che prevedesse un intervento chirurgico al cervello, afferma Chevillet. Dati i numerosi problemi normativi del gigante sociale, il CEO Mark Zuckerberg una volta aveva affermato che l'ultima cosa che l'azienda dovrebbe fare è spaccare il cranio. Non voglio vedere le audizioni del Congresso su quello, aveva scherzato .

In effetti, con l'avanzare delle interfacce cervello-computer, ci sono nuove serie preoccupazioni. Cosa accadrebbe se le grandi aziende tecnologiche potessero conoscere i pensieri delle persone? In Cile, i legislatori stanno persino valutando un disegno di legge sui diritti umani da proteggere dati cerebrali, libero arbitrio e privacy mentale dalle aziende tecnologiche. Dati gli scarsi risultati di Facebook sulla privacy, la decisione di interrompere questa ricerca potrebbe avere il vantaggio di mettere una certa distanza tra l'azienda e le crescenti preoccupazioni sui neurodiritti.

Il progetto di Facebook mirava specificamente a un controller del cervello che potesse integrarsi con le sue ambizioni nella realtà virtuale; ha acquistato Oculus VR nel 2014 per $ 2 miliardi. Per arrivarci, l'azienda ha adottato un duplice approccio, afferma Chevillet. In primo luogo, era necessario determinare se fosse possibile un'interfaccia di sintesi vocale. Per questo, ha sponsorizzato la ricerca presso l'Università della California, a San Francisco, dove un ricercatore di nome Edward Chang ha posizionato elettrodi sulla superficie del cervello delle persone.

Mentre gli elettrodi impiantati leggono i dati da singoli neuroni, questa tecnica, chiamata elettrocorticografia, o ECoG, misura da gruppi abbastanza grandi di neuroni contemporaneamente. Chevillet afferma che Facebook sperava che potesse essere anche possibile rilevare segnali equivalenti dall'esterno della testa.

Il team dell'UCSF ha compiuto progressi sorprendenti e oggi riporta sul New England Journal of Medicine di aver utilizzato quegli elettrodi per decodificare il parlato in tempo reale. Il soggetto era un uomo di 36 anni che i ricercatori chiamano Bravo-1, che dopo un grave ictus ha perso la capacità di formare parole intelligibili e può solo grugnire o gemere. Nel loro rapporto, il gruppo di Chang afferma che con gli elettrodi sulla superficie del suo cervello, Bravo-1 è stato in grado di formare frasi su un computer a una velocità di circa 15 parole al minuto. La tecnologia prevede la misurazione dei segnali neurali nella parte della corteccia motoria associata agli sforzi di Bravo-1 per muovere la lingua e il tratto vocale mentre immagina di parlare.

Per raggiungere questo risultato, il team di Chang ha chiesto a Bravo-1 di immaginare di dire una delle 50 parole comuni quasi 10.000 volte, alimentando i segnali neurali del paziente in un modello di deep learning. Dopo aver addestrato il modello per abbinare le parole ai segnali neurali, il team è stato in grado di determinare correttamente la parola che Bravo-1 stava pensando di dire il 40% delle volte (i risultati possibili sarebbero stati circa il 2%). Anche così, le sue frasi erano piene di errori. Ciao, come stai? potrebbe venire fuori Hungry come stai.

Ma gli scienziati hanno migliorato le prestazioni aggiungendo un modello linguistico, un programma che giudica quali sequenze di parole sono più probabili in inglese. Ciò ha aumentato la precisione al 75%. Con questo approccio cyborg, il sistema potrebbe prevedere che la frase di Bravo-1 che ho corretto la mia infermiera significava in realtà che mi piace la mia infermiera.

Per quanto straordinario sia il risultato, ci sono più di 170.000 parole in inglese, e quindi le prestazioni precipiterebbero al di fuori del vocabolario ristretto di Bravo-1. Ciò significa che la tecnica, sebbene possa essere utile come aiuto medico, non è vicina a ciò che Facebook aveva in mente. Vediamo applicazioni nel prossimo futuro nella tecnologia assistiva clinica, ma non è qui che si trova la nostra attività, afferma Chevillet. Ci concentriamo sulle applicazioni consumer e la strada da percorrere è molto lunga.

Apparecchiatura sviluppata da Facebook per la tomografia ottica diffusa, che utilizza la luce per misurare i cambiamenti di ossigeno nel sangue nel cervello.

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Guasto ottico

La decisione di Facebook di abbandonare la lettura del cervello non è uno shock per i ricercatori che studiano queste tecniche. Non posso dire di essere sorpreso, perché avevano accennato al fatto che stavano guardando a un breve lasso di tempo e avrebbero rivalutato le cose, afferma Marc Slutzky, un professore della Northwestern la cui ex studentessa Emily Mugler era un'assunzione chiave di Facebook per il suo progetto . Solo parlando per esperienza, l'obiettivo della decodifica del parlato è una grande sfida. Siamo ancora molto lontani da una soluzione pratica e onnicomprensiva.

Tuttavia, Slutzky afferma che il progetto UCSF è un impressionante passo successivo che dimostra sia notevoli possibilità che alcuni limiti della scienza della lettura del cervello. Dice che se i modelli di intelligenza artificiale potessero essere addestrati più a lungo e sul cervello di più di una sola persona, potrebbero migliorare rapidamente.

Mentre la ricerca dell'UCSF era in corso, Facebook stava anche pagando altri centri, come l'Applied Physics Lab della Johns Hopkins, per capire come pompare luce attraverso il cranio per leggere i neuroni in modo non invasivo. Proprio come la risonanza magnetica, queste tecniche si basano sul rilevamento della luce riflessa per misurare la quantità di flusso sanguigno alle regioni del cervello.

Sono queste tecniche ottiche che rimangono l'ostacolo più grande. Anche con i recenti miglioramenti, inclusi alcuni di Facebook, non sono in grado di captare segnali neurali con una risoluzione sufficiente. Un altro problema, afferma Chevillet, è che i cambiamenti del sangue che questi metodi rilevano il picco pochi secondi dopo l'attivazione di un gruppo di neuroni, rendendolo troppo lento per controllare un computer.

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L'abbandono di Facebook non è un atto d'accusa alla tecnologia ottica: è una valutazione delle cose per cui stanno cercando di usarla, afferma Bryan Johnson, CEO e fondatore di nocciolo, che quest'anno ha iniziato a commercializzare un casco che misura il cervello utilizzando i raggi del vicino infrarosso. Dice che, come la risonanza magnetica, la tecnologia è migliore per misurare gli stati cerebrali generali, che secondo lui hanno applicazioni come il rilevamento di emozioni o attenzione. L'obiettivo che hanno è migliorare il controllo e questa tecnologia non si adatta a tale obiettivo. Misura un segnale emodinamico e quel segnale è lento, afferma Johnson.

Qual è il prossimo

Facebook ora prevede di concentrarsi su una tecnologia acquisita a settembre 2019, quando ha acquistato una startup chiamata CTRL-Labs per oltre $ 500 milioni, una delle sue più grandi acquisizioni pubbliche dalla sua acquisizione di Oculus. Quella società ha sviluppato un dispositivo indossato al polso che cattura i segnali elettrici nei muscoli di una persona attraverso una tecnica nota come EMG. Questo può rilevare i gesti o capire quale dito sta muovendo qualcuno.

Non è un'interfaccia cerebrale, ma potrebbe essere un modo più semplice di entrare nel mondo virtuale che Facebook sta costruendo con i suoi google VR. Immagina, ad esempio, di disegnare un arco in un gioco di avventura e poi rilasciare la freccia con un piccolo spostamento tra le dita. Secondo Krishna Shenoy, un neuroscienziato della Stanford University che è un consulente di CTRL-Labs, il dispositivo può registrare l'attività elettrica nei muscoli a un livello notevolmente dettagliato e può catturare i movimenti di più dita e con pochissimo movimento effettivo.

Nel suo post sul blog, Facebook ha affermato che ha senso concentrare la nostra attenzione a breve termine sulle interfacce neurali basate sul polso utilizzando l'EMG, una tecnologia collaudata che riteniamo abbia un percorso a breve termine per il mercato dell'input AR/VR.

La società afferma che ora prevede di rendere open source il software sviluppato per la decodifica cerebrale e di fornire anche l'accesso a dispositivi prototipo, in modo che altri ricercatori possano trarre vantaggio dal suo lavoro. Abbiamo affrontato questi problemi chiave: se è possibile decodificare il parlato dall'attività cerebrale e, quindi, è possibile decodificarlo con un dispositivo ottico indossabile, afferma Chevillet.

Pensiamo che alla fine sarà possibile.

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