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Sezione II
spaziale dell’EEG mediante l’utilizzo di modelli realistici della testa applicati
alla risoluzione del problema lineare inverso dell’elettroencefalografia: stabilito
il legame fra i dati (misure EEG) e le incognite (attivazioni corticali) è
possibile stimare l’attività corticale e quindi risalire alle sorgenti corticali che
hanno generato i segnali EEG misurati sullo scalpo. Il controllo di dispositivi
BCI nell’uomo tramite l’utilizzo di segnali prelevati da elettrodi di superficie
posti sullo scalpo (EEG) non raggiunge gli stessi risultati ottenuti col metodo
invasivo (Hochberg L.R., Serruya M.D. et al., 2006, Nature 442: 164-171). Stimando
l’attività corticale durante l’esecuzione e l’immaginazione di atti
motori (Babiloni F., Babiloni C. et al., 2003, Neuroimage 19(1): 1-15) è stato
dimostrato che il picco dell’attività corticale (massimo nelle aree corticali controlaterali
al movimento) durante i compiti di immaginazione del movimento
degli arti era molto maggiore del picco del segnale EEG rilevato sullo scalpo.
L’ipotesi di lavoro era che le caratteristiche di attività cerebrale fossero più
evidenti e riconoscibili per i classificatori impiegati se computate a partire dai
dati corticali rispetto alle stesse computazioni eseguite sui dati EEG di scalpo
(Cincotti F., Babiloni C. et al., 2004, Methods Inf Med 43(1): 114-117). Si sta
quindi indagando la possibilità di applicare on line le tecniche di stima
lineare inversa, in modo da fornire come input al sistema BCI il segnale generato
a livello corticale.
La terza difficoltà deriva dal basso rapporto segnale-rumore presente
sull’EEG stesso che rende difficile la rilevazione delle variazioni del ritmo
mu. Devono quindi essere applicate opportune tecniche di elaborazione
del segnale al fine di estrarre le caratteristiche (features) rilevanti dall’EEG
di base.
Obiettivi
Definito il contesto delle ricerche nell’ambito delle interfacce cervellocomputer,
ci si è posti l’obiettivo di dare delle prime indicazioni alla soluzione
delle problematiche esposte e contestualmente di individuare i pattern corticali
e le connessioni funzionali fra le aree coinvolte durante l’apprendimento
motorio, non solo per quanto riguarda l’utilizzo dell’attività sottesa alle task di
imaging motorio utilizzate per il controllo dell’interfaccia BCI, ma anche in
una situazione più “ reale ” di apprendimento del controllo di un braccio meccanico.
Risultati
Una prima sperimentazione ha portato al riconoscimento e all’ottimizzazione
della classificazione di due stati mentali per il controllo monodimensionale
del movimento di un cursore su un monitor da parte di una popolazione
di 20 soggetti. Sono state selezionate delle task di motor imagery (MI) che
attivassero delle aree corticali specifiche (aree sensorimotorie). Il lavoro
svolto ha permesso di individuare diversi pattern di reattività corticale sottesi
al controllo del cursore (Bufalari S., Cincotti F. et al., 2006, 12th Annual Meeting
for Human Brain Mapping, Italy, June 11-15): sono stati identificati pat-
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