Sistemi di comunicazione alternativa basati su Brain Computer Interface: stato dell’arte e prospettive future

Con il termine Brain-Computer Interface (BCI) si indica un sistema hardware e software che permette, a partire da segnali di origine cerebrale, di tradurre le intenzioni dell’utente in comandi per il controllo di un dispositivo di output, come computer, sintetizzatori vocali, apparecchi di assistenza e neuroprotesi. Questa tipologia di applicazioni non richiede l’impiego di muscoli periferici, poiché sfrutta solamente specifici segnali generati dall’attività cerebrale. In particolare, il presente elaborato tratta le BCI-speller, ovvero sistemi che permettono la scrittura di un testo sfruttando le variazioni del segnale elettroencefalografico (EEG) suscitate attraverso un’interfaccia grafica (GUI). La GUI è costituita da lettere, simboli e numeri opportunamente presentati, così che, se il soggetto presta attenzione ad uno di essi, particolari potenziali cerebrali vengono elicitati nell’EEG e sfruttati per identificare e quindi selezionare tale simbolo. L’obiettivo dell’elaborato è introdurre l’emergente e promettente campo di ricerca delle BCI, facendo luce sulle caratteristiche dei componenti che le caratterizzano e sulle varie applicazioni a cui si prestano, concentrandosi sulle BCI-speller. A tal fine, sono state presentate BCI-speller basate su due particolari potenziali cerebrali (P300 e SSVEP), ponendo particolare attenzione sugli aspetti che possono portare ad un loro miglioramento. Maggiore enfasi è stata quindi posta sulle diverse GUI delle BCI-speller basate su questi potenziali, in quanto modifiche associate alla presentazione dello stimolo e alla facilità d’uso di queste interfacce possono migliorare in prima battuta il potenziale elicitato, e di conseguenza la prestazione generale della BCI. Infine, sono stati evidenziati i vantaggi e i limiti associati a queste tecnologie, nonché gli sviluppi futuri nella prospettiva di un impiego quotidiano di queste tecnologie da parte di pazienti affetti da disturbi neuromuscolari.