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Alcuni prodotti all'avanguardia nel campo dell'interfaccia cervello-computer (BCI) A=chip grande come una moneta, B=auricolare potenziato BCE, C=film di incapsulamento elettrodo, D=elettrodo di stent endovascolare, E=chip neurale a base di grafene, F=Array di acquisizione dei dati in maglia Lace.

Dalla parola parlata all'era digitale, l'umanità è stata modellata dalla sua evoluzione nella capacità di comunicare. Ora, le interfacce cervello-computer (BCI, brain-computer interface) segnano il prossimo salto: un'interfaccia diretta tra mente e macchina. Il campo, originariamente radicato nelle neuroscienze sperimentali, è rapidamente progredito attraverso scoperte nella decodifica del segnale neurale, nell'intelligenza artificiale e nella bioingegneria.

Nonostante i passi straordinari, rimangono ostacoli chiave. Stabilità del segnale, biocompatibilità a lungo termine e convenienza continuano a sfidare la conversione clinica. Anche le preoccupazioni etiche su autonomia, identità e privacy mentale incombono. A causa di queste sfide, è urgente e necessaria un'indagine più profonda sul potenziale trasformativo e sui rischi intrinseci delle BCI.

Una revisione completa guidata dal professor Zhao Jizong del Beijing Tiantan Hospital e della Capital Medical University, pubblicata sul Medical Journal of Peking Union Medical College Hospital, esplora il modo in cui le tecnologie BCI stanno rimodulando la pratica neurochirurgica e ridefinendo la cura relativa al cervello. Lo studio sintetizza gli ultimi progressi nelle BCI invasive e non invasive, le applicazioni cliniche e l'integrazione con l'IA. Rivela che le BCI stanno emergendo non solo come strumenti terapeutici, ma come piattaforme per decodificare la cognizione e consentire interventi intelligenti e diretti al cervello.

Le BCI funzionano rilevando i segnali neurali e traducendoli in comandi che controllano dispositivi esterni, essenzialmente aggirando i percorsi danneggiati per ripristinarne la funzione. Questi sistemi vanno da cuffie non invasive a matrici di microelettrodi completamente impiantabili, ciascuno con precisione e rischi variabili. Clinicamente, i dispositivi BCI hanno permesso agli individui paralizzati di riguadagnare il movimento e ai pazienti con afasia di comunicare attraverso intenzioni vocali decodificate.

L'hardware all'avanguardia, che comprende chip a base di grafene e film corticali flessibili, migliora la risoluzione del segnale minimizzando la risposta immunitaria. Nella neurochirurgia, le BCI hanno trasformato la mappatura cerebrale intraoperatoria, consentendo una navigazione in tempo reale che preserva le regioni cognitive e motorie critiche durante le resezioni di tumori. I sistemi a circuito chiuso si dimostrano eccezionalmente promettenti nel gestire il Parkinson e l'epilessia, regolando la stimolazione neurale in base all'attività cerebrale dal vivo.

Strade emergenti includono l'uso di BCI per rilevare la consapevolezza in pazienti non sensibili, assistere nel trattamento psichiatrico e persino potenziare la memoria nelle persone con Alzheimer. Man mano che l'integrazione AI migliora la velocità e l'accuratezza della decodifica, le BCI si stanno rapidamente evolvendo da dispositivi di assistenza in strumenti di precisione per la modulazione cerebrale intelligente.

"La tecnologia BCI rappresenta una delle frontiere più entusiasmanti della neuroscienza e della medicina clinica", ha affermato il professor Zhao Jizong, neurochirurgo e autore senior dello studio. "La sua capacità di ripristinare le funzioni perse e interfacciarsi direttamente con il cervello ci invita a ripensare i confini della medicina, dell'etica e dell'identità umana. Mentre andiamo avanti, saranno fondamentali collaborazione multidisciplinare e quadri etici per garantire che questa tecnologia sia sfruttata in modo responsabile ed equo".

L'orizzonte per le applicazioni BCI si sta rapidamente allargando. Nella pratica clinica, promettono trattamenti più personalizzati ed efficaci per il recupero dall'ictus, dalla lesione del midollo spinale e dalla neurodegenerazione. Oltre che in ospedale, le BCI potrebbero ridefinire l'interazione uomo-computer, permettendo la comunicazione basata sulla cognizione, il controllo virtuale e persino il potenziamento mentale.

Tuttavia, la loro implementazione diffusa dipende dal superamento di ostacoli tecnici come la stabilità dei dispositivi a lungo termine e l'approvazione normativa, nonché dalle preoccupazioni sociali per la privacy mentale e l'equità. Con l'innovazione continua e il coordinamento del settore, le BCI potrebbero presto passare da studi sperimentali a strumenti trasformativi nell'​assistenza sanitaria intelligente e nel neuro-arricchimento.