Indice articoli

Tutte le sfumature di sentimenti e di azioni di cui siamo capaci sono prodotte da variazioni di frequenze degli impulsi nervosi e dal numero di cellule nervose stimolate. Il segnale cerebrale è ancora più semplice di un codice Morse perché utilizza solo puntini. Tutte le informazioni possono essere tradotte con un dato numero di punti, e così anche il modo in cui sono raggruppate. Ingegneri in comunicazioni chiamano tutto questo sistema modulazione d’ampiezza d’impulso (pulse frequency modulation o PFM )[42][43]. La corteccia cerebrale è un risonatore che codifica

 

[34] http://www.nasa.gov/centers/ames/home/index.html

[35] Si veda http://www.darpa.mil/

[36]Si veda http://www.dei.isep.ipp.pt/~acc/docs/arpa.html

[37] RAND Corporation (Research And Development) è un'onlus globale di esperti in politiche aziendali (think tank) formati innanzitutto per offrire ricerca ed analisi alle Forze Armate statunitensi attraverso la Compagnia Aerea Douglas. E’ attualmente finanziata dal governo degli Stati Uniti e da fondi privati, corporazioni, ivi incluse industrie per il benessere, università e qualche privato finanziatore.

[38] http://www.livinginternet.com/i/ii_imp.htm

[39] http://www.norsar.no/

[40] Sul Pentagon Media si trovano diversi articoli sul centro analisi sismico di Alexandria: http://www.stormingmedia.us/65/6567/A656731.html

[41] http://www.nsa.gov/

[42] La modulazione di ampiezza di impulso è ormai poco usata nelle trasmissioni radio, superata dalla modulazione di larghezza di impulso, ma nelle comunicazioni via cavo viene ancora molto utilizzata. Per esempio si consideri che i vari

 

frequenze. Convertire i segnali cerebrali misurabili o segnali nervosi in codici digitali su computer è estremamente semplice.

Il computer è in grado di riconoscere circa 64 fonemi in cui la lingua inglese è stata divisa. E’ ragionevole dedurre che il computer sia in grado di riconoscere i modelli che questi fonemi producono in ogni cervello umano.

A differenza dell'elettrocardiogramma (EEG), il MEG registra segnali principalmente da una piccola area della corteccia libera degli effetti di maculatura ossea. Questo aiuta i ricercatori a individuare la fonte dei segnali elettrici del cervello per studiare l'attività della corteccia. Il MEG legge solo i campi magnetici prodotti da fibre nervose vicino al cranio, che sono nella corteccia. L'eventuale differenza tra i segnali EEG e MEG significa che la fonte è in profondità nel cervello e non corticale in natura. Entrambi sono necessari per l'interpretazione del pensiero e dell'azione dell'essere umano. Il MEG fornisce una mappa dell'homunculus sensoriale o delle aree corticali di Brodmann[44]

aree corticali cerebrali

attraverso le quali può essere presa di mira l'anatomia umana. Tutte le parti del viso, mani, gambe, piedi, tronco, spalle, la bocca e le aree interne dell’addome possono essere stimolate dal contatto elettrico con la corteccia.

In condizioni normali nessuno intorno a voi è in grado di ascoltare e comprendere i vostri pensieri, ma a vostra insaputa, ogni azione, pensiero ed emozione, può portare alla guida dei muscoli coinvolti nella vocalizzazione[45]. Gli impulsi nervosi che vengono attivati per produrre percorsi di potenziali elettrici nel cervello e muscoli. L'impulso nervoso o potenziale elettrico è un'esplosione in miniatura elettrochimica che viaggia lungo le fibre nervose al di fuori come un anello vortice di ioni negativi.

Standard ethernet utilizzano la PAM per trasmettere le informazioni. Le trasmissioni televisive terrestri utilizzano una modulazione di ampiezza per ridurre la banda occupata mentre nelle trasmissioni televisive via satellite si preferisce utilizzare la modulazione di frequenza essendo la banda disponibile nelle trasmissioni satellitari molto ampie.

 

[43] Pulse-Frequency Modulation (PFM) è un metodo di modulazione for rappresentare un segnale analogico utilizzando solo due livelli, 1 e lo 0. E’ molto simile pulse-width modulation (PWM), cui un lettore potrebbe far riferimento per maggiori informazioni, seguendo il link http://it.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation , in quanto la magnitudine di un segnale analogo è nel duty cycle di un’onda quadra (square wave). Si veda anche il Duty Cicle D: http://it.wikipedia.org/wiki/Duty_cycle .

[44] Secondo la classificazione di Brodmann, sulla superficie della corteccia tele-encefalica è possibile individuare 52 aree (chiamate per questo aree di Brodmann, si veda anche http://it.wikipedia.org/wiki/Telencefalo#Classificazione_di_Brodmann ) con diverse caratteristiche cito-architettoniche (i.e. della corteccia tele-encefalica) e funzionali.

[45] Qui non ci riferisce alla vocalizzazione intesa come tecnica canora che esalti le vocali, ma piuttosto agli ultimi progressi nella sintesi vocale (in Italia siamo leader nel settore), realizzabile con risultati eccellenti, indistinguibile dalla reale voce umana. Forse più adatto, in termini di "catena editoriale", rispetto alla "vocalizzazione umana" (testo già pronto per lettura tramite TTS o text to speech).

 

I dipartimenti di neuro-metrica[46] dell’Università Stanford e New York hanno portato l'elettrocardiogramma ad un nuovo livello di sofisticazione utilizzando i computer per rimuovere gli artefatti, come ad esempio i movimenti degli occhi e del corpo ad un ronzio di sessanta cicli[47], per calcolare la forma d'onda dell' AER (media risposta evocata) ad uno stimolo particolare[48].

Le onde cerebrali di volontari sono state analizzate come si guardano le fotografie e sono presentate alla domanda è vero o è falso. Il computer tenta di determinare se il volontario riconosce una fotografia specifica o sta pensando vero o falso. I ricercatori affermano di poter determinare quando un volontario riconosce un altro volto, analizzando le onde cerebrali di quel volontario.

A Stanford[49], gli scienziati stanno cercando di invertire questo processo e stanno tentando di trasmettere pensieri e le istruzioni riproducendo onde cerebrali registrate in precedenza; così "Ti stai programmando". Il cervello umano e gli occhi sono anche oggetto di studio con i computer in modo che si possa comprendere il processo fotografico. "Stiamo vedendo con i tuoi occhi."

La difficoltà di lettura di queste microonde è diventata superabile con l'impiego di SQUID (dispositivo superconduttore ad interferenza quantistica)[50], che utilizza bobine di niobio in elio liquido. E’ un circuito in grado di misurare piccole quantità di campo magnetico o flusso, quanto per quanto. Rende possibile la misurazione dei più piccoli campi magnetici. Con le moderne tecniche elettroniche, il rumore ambientale magnetico è quasi completamente eliminato. Utilizzando un interferometro olografico (telescopio acustico) ottimizzato per rilevare i segnali deboli sarebbe possibile leggere la stampa in microvolt di qualsiasi cervello umano, dal momento che le stampe cervello sono come distintivo d'impronte digitali. Ogni individuo ha il suo proprio modello caratteristico di spostamenti di frequenza e dimensioni. Così le onde cerebrali di un individuo possono essere distinte da quelle di un'altro.

Dispositivi elettronici usano onde ultrasoniche per memorizzare e riconoscere i segnali elettronici per l'uso in un secondo momento, eseguire operazioni che di solito richiedono un computer, e separare un segnale da un altro. Amplificano anche deboli segnali elettrici utilizzando onde ad

 

[46] http://neuroantropologia.wordpress.com/2010/06/16/neurometrica/

[47] Un ciclo è un’onda completa, positiva e negativa. Per approfondimenti si veda http://digilander.libero.it/robertoocca/fis/mo/mo_tp/ond/ond_ck.htm

[48] Fu studiata la funzione percettiva in otto pazienti con pseudo-ipoparatiroidismo (PHP) con due misure neurofisiologiche, l' average evoked response (AER) e la velocità di conduzione dei nervi . Ci si è avvalsi di una serie di compiti psicofisici, come il tempo di reazione, il calcolo delle misure, le ‘ immagini nascoste’ e l’esperimento rod-and-frame meglio definibile come test di capacità M sulla campo dipendenza. I pazienti affetti da PHP avevano una latenza visiva AER più durevole e un tempo di reazione più lento di un gruppo di normali volontari, e mostravano risultati più scarsi e sballati sugli altri testi psicofisici. Operando una differenziazione fra i vari pazienti con deficienza mentale diffusa erano due i relativi schemi specifici di risposta percettiva: l’ampiezza dell’AER diminuiva all’ aumentare dell’ intensità dello stimolo, e il tempo di reazione era influenzato in modo abnorme dalla durata dell’ intervento preparatorio. Entrambi questi due schemi si sono riscontrati anche in altri gruppi di pazienti. Cfr. il link http://www.dif.unige.it/epi/aisc06/abstract/404_morra.pdf . Sull’esperimento rod-and-frame si veda la pagina http://www.alma.edu/departments/psychology/sp2000/rodframe/rodframe.htm .

[49] La Leland Stanford Junior University, comunemente nota come Stanford University, è un'università privata degli Stati Uniti d'America, in California, nella Contea di Santa Clara, a circa 60 chilometri a sud di San Francisco. Adiacente alla città di Palo Alto, l'università Stanford si estende nel cuore della Silicon Valley. Studiosi di Stanford o alcuni suoi ex alunni hanno creato compagnie come Apple, Google, Hewlett Packard, Electronic Arts, Sun Microsystems, Yahoo! Cisco Systems.

[50] Gli SQUID sono dei magnetometri estremamente sensibili usati per misurare campi magnetici poco intensi, sono costituiti da un anello superconduttore contenente una o più giunzioni Josephson.

 

ultrasuoni. E’ possibile fare le cose con le onde acustiche di superficie che sono difficili da fare con semplici componenti elettronici, cioè, riconoscere un segnale di forma nota. Il laser è così sensibile che può effettivamente "ascoltare" e registrare i potenziali elettrici dei nervi alla loro trasmissione.

Il trasduttore interdigitale converte il segnale elettrico in onde acustiche di superficie e riconverte l'onda acustica di nuovo in un segnale elettrico. Dispositivi acustici delle onde di superficie può essere fatti in modo preciso e uniforme attraverso tecniche di riproduzione fotolitografica e sono programmabili. Tale dispositivo riconosce qualsivoglia codice o segnale tra gli altri codici digitali anche in presenza di un notevole "rumore", rispondendo con forza al segnale programmato e debolmente a tutti gli altri. Questo tipo di dispositivo viene utilizzato nella tecnologia radar che permette controllori del traffico aereo di scegliere con precisione il segnale di identificazione univoco di ciascun aeromobile come viene a tiro.

Lo IOSA (analizzatore integrato di spettro ottico), altro chip di silicio, utilizza le onde acustiche di superficie per convertire i segnali radar trasformandoli in onde sonore. Le onde sonore interagiscono con la luce di un piccolo laser a stato solido e fanno sì che il raggio si pieghi verso dei rivelatori in serie fatti di alcuni dispositivi accoppiati in carica. Questa quantità di deflessione[51] indica la frequenza del segnale radar. Questo dispositivo fa parte di un sistema di misura o di telemetria a distanza che include captare i segnali, trasmetterli ad un luogo distante per la conversione in immagini visualizzabili, registrazioni o confronti con altri dati. Le reazioni automatiche alle informazioni ricevute direttamente o indirettamente possono essere programmate.

Gli analizzatori d’onda hanno a che vedere con le oscillazioni complesse del cervello quasi come lo stesso modo con cui un prisma separa i colori di un fascio di luce. I componenti di questa onda complessa sono isolati dai circuiti elettronici sintonizzati su frequenze diverse. Da molte letture può essere determinata una media statistica. Da queste informazioni si può ricavare la versatilità del cervello sotto esame, come pure la sua gamma di strategie adattative.

Se la lettura del pensiero comincia a prendere piede, questa tecnica deve essere applicata a tutte le parti del cervello che allo stesso tempo coinvolgono molti analizzatori. Per i ricercatori alcuni problemi erano riscontrati nel fatto che l'analisi della frequenza delle tattiche celebrali potrebbe giungere troppo tardi per assumere un valore immediato. In passato, l'analisi di frequenza non ha dato informazioni su quanto rapidamente cambiassero i segnali provenienti da diverse parti del cervello collegate, o quali delle valenze suggerite sarebbe la scelta giusta. Ora, per via telematica, tutto questo si può sapere all’istante.

Supponiamo che sia vero, come alcuni funzionari insistono a dire, che il MEG non può davvero essere letto ad una certa distanza. Cosa ci farebbe credere che sia stata letta la mente? L’Intelligenza Artificiale (AI) si è sviluppato nel corso di un periodo di almeno vent'anni. Molti scienziati sono stati impegnati a fare sembrare che il computer possa pensare. In una riunione degli anni ‘80 dell'Associazione Americana per l'Avanzamento della Scienza, a Robert Wilensky [52] dell’Università di California di Berkeley, fu chiesto se il suo programma, PAM[53], ha avuto

 

[51] Deviazione.

[52] http://ijcai.org/Past%20Proceedings/IJCAI-77-VOL1/PDF/003A.pdf

[53] Sta per Plan Applier Mechanism, un programma che capisce le storie analizzando le intenzioni dei personaggi della storia stessa e collegando le intenzioni alle loro azioni.

 

l'intelligenza. PAM incorpora in un senso come le persone fanno analisi e ragionano.

Il computer aumenta l'intelligenza umana, invece di interpretarla e di ripeterla soltanto? Per fare questo il computer deve fare i conti con un volume enorme di dati e richiede selettività o la capacità di decidere cosa è o non è rilevante. Per il gruppo di programmatori al meeting, il cervello umano è teoricamente la prova esistente contro i computer. Forse non si parlano con i bioingegneri!

Il Cray, computer di grandi dimensioni, è da 2 a 10 volte la capacità dei più piccoli. E’ diverso da macchine che si limitano a tenere traccia dei fatti. E’ appositamente progettato per risolvere i problemi e può condurre esperimenti biomedici con il computer simulando gli effetti umani. Il Cray fa 100 milioni calcoli al secondo. Il cervello umano può elaborare solo 5000 bit di informazioni al secondo. Che tipo di corrispondenza per il Cray vorresti essere?

Il computer funziona utilizzando un processore acustico per campionare le forme d’onda della voce di chi parla ad almeno 20.000 volte al secondo. Le informazioni contenute nel campione sono digitalizzate. Un migliaio di campioni vengono raccolti in un momento e passati attraverso la procedura chiamata trasformata discreta di Fourier[54], che prevede l'aggiunta, sottrazione e l'integrazione di forme d'onda per produrre una sintesi delle informazioni utili nel tempo. Questo produce modelli caratteristici noti come campioni di tempo spettrale, 100 al secondo. Il computer mette a confronto questi con i prototipi memorizzati nella memoria del processore. Il processore classifica i campioni di tempo in base al suono della parola originale. Come il processore acustico li mette fuori, un decodificatore linguistico fa corrisponde i pattern sonori al modello di frase più probabile che sembra andar bene. Gli attuali circuiti ad "iniezione logica", (le giunzioni Josephson)[55] operano a temperature così basse che il metallo perde la resistenza alla corrente elettrica. Minore la resistenza, più veloce è il flusso di corrente e più veloce il computer funziona. Invenzione di Gheewals Tushar dell’IBM, i circuiti sono operativi in meno di 13 picosecondi, che sarebbe un millesimo di miliardesimo di

 

[54] In matematica, la Trasformata Discreta di Fourier (spesso abbreviata a DFT, Discrete Fourier Transform) è un particolare tipo di trasformata di Fourier, usata nell'analisi di Fourier. La trasformata di Fourier trasforma una funzione in un'altra, detta rappresentazione nel dominio delle frequenze, o semplicemente trasformata di Fourier, della funzione originaria (che è spesso una funzione nel dominio del tempo). Diversamente dalla trasformata di Fourier la DFT richiede in ingresso una funzione discreta, ovvero non continua in ogni punto, e i cui valori non nulli abbiano una durata limitata (finita). Tali valori in ingresso sono spesso ottenuti per campionamento di una funzione continua, ad esempio la voce di una persona. Usare la trasformata discreta di Fourier implica che il frammento limitato che si analizza è un periodo di un segnale periodico infinitamente esteso; se questo non è vero è necessario utilizzare una funzione finestra sul risultato della trasformata per ridurne gli artefatti. Per lo stesso motivo l'inverso della trasformata discreta di Fourier può riprodurre l'intero dominio del tempo solo se la funzione originariamente in ingresso è periodica. La trasformata discreta di Fourier è quindi una trasformata per l'analisi di Fourier di funzioni su un dominio limitato e discreto.

[55] La giunzione Josephson è composta da due strisce di superconduttori separate da un isolante. La fisica alla base della giunzione Josephson si basa sull'effetto tunnel della coppia di Cooper attraverso lo strato di isolante. L'effetto Josephson è stato teorizzato e poi verificato sperimentalmente all'inizio degli anni sessanta e lega alla frequenza di una radiazione elettromagnetica la caduta di potenziale che ha luogo nella giunzione tra due metalli in particolari condizioni di lavoro.

 

secondo. Approssimativamente, un picosecondo[56] sta ad un secondo come un secondo sta a trent'anni. Questo è più o meno la stessa velocità della luce.

Aggiungi commento