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Comunicazione binaria con la pupilla

Comunicazione aumentativa alternativaInformatica TsdInterfaccia neuraleSindrome locked-in

Introduzione

La sindrome locked-in è una condizione di completa paralisi della muscolatura che  può derivare  da malattie degenerative come la SLA o da infarti del tronco dell’encefalo e che impediscono ogni forma di comunicazione con il mondo esterno, anche se le funzioni sensoriali e cognitive sono preservate. Gli attuali sistemi di brain-computer interface (interfaccia neurale) non danno ancora risultati soddisfacenti.

Caratteristiche Tecniche

Si propone un nuovo sistema di comunicazione basato sulla risposta pupillare accomodativa (PAR), una marcata costrizione pupillare che si verifica quando si sposta lo sguardo da un oggetto lontano ad uno vicino. Il movimento oculare non è indispensabile in visione monoculare se gli oggetti sono allineati con lo sguardo. Si può dunque implementare una comunicazione binaria: il paziente sposta lo sguardo sull’oggetto vicino in un primo/secondo intervallo di tempo per rispondere SI/NO ad una domanda. Con protocolli più complessi si possono anche scrivere testi, il flusso di informazione può superare i 10 bit/min. Importante: la PAR è governata dal sistema nervoso autonomo che rimane abbastanza funzionale nelle patologie citate, come confermato in misure preliminari su pazienti affetti da SLA, in stato di locked-in. La PAR può quindi fornire la chiave per aprire un varco comunicativo nella condizione di complete locked-in.

Possibili Applicazioni

  • Sistemi di comunicazione basati sull’occhio;
  • Comunicazione aumentativa e alternativa;
  • Tecnologie assistive per soggetti con compromissione motoria;
  • Gaming per utenti con compromissione motoria;
  • Integrazione di un nuovo canale di comunicazione in sistemi esistenti di brain-computer interface.

Vantaggi

  • Risposta robusta, piuttosto indipendente da illuminazione ambientale, visione mono/binoculare, tipo di target visivo utilizzato;
  • Metodo di misura non invasivo, facile e veloce da montare;
  • Non richiede lunghi e faticosi processi di apprendimento;
  • Non richiede strumentazione costosa.