Non smetteremo mai di cercare nuovi modi per rendere l’esperienza videoludica più immersiva possibile e vivere il gioco a 360°. Gli obiettivi raggiunti finora non sono da sottovalutare (come gli headset per la realtà virtuale di Valve), ma la strada è ancora lunga se si pensa di poter giocare ai videogiochi di ultima generazione solo con la mente. E se invece provassimo coi classici, come Tetris?

L’Università di Washington, insieme alla Carnegie Mellon University, ha sviluppato BrainNet, una BCI che permette a tre persone di comunicare l’una con l’altra attraverso le onde cerebrali.

BrainNet

L’interfaccia sviluppata dal team combina l’elettroencefalogramma, per registrare i segnali cerebrali, con il TMS, Transcranial Magnetic Simulation. Quest’ultima è una tecnica non invasiva di stimolazione elettromagnetica del tessuto cerebrale. I magneti posti in prossimità della cute sono in grado di stimolare le connessioni neuronali e inviare quindi informazione. Interfacce del genere esistevano già, ma il team si è spinto oltre permettendo a tre diversi soggetti di comunicare e collaborare per risolvere dei task.

Heather Wessel, Theodros Haile e Savannah Cassis comunicano utilizzando BrainNet. Credits: Mark Stone/ University of Washington
Heather Wessel, Theodros Haile e Savannah Cassis comunicano utilizzando BrainNet. Credits: Mark Stone/ University of Washington

Questo tipo di sistema, conosciuto anche come BBIbrain to brain interface –, permette comunicazione diretta tra i cervelli. Viene considerata come una BBI next-generation grazie alla sua capacità di comunicare senza azioni fisiche. Prima di questo, infatti, per procedere attraverso alcuni step c’era bisogno di un’azione concreta. Ad esempio nella BBI “20 Questions” il cosiddetto Receiver (ovvero colui che riceveva gli stimoli) poteva scegliere una domanda toccando lo schermo, e il Sender (colui che invia informazioni) poteva selezionare la risposta semplicemente con la mente. Inoltre nelle versioni precedenti il sistema permetteva soltanto a due persone di comunicare.

BrainNet, in questo senso, permette la coesistenza di due Sender e un Receiver, anche se il sistema può scalare per reggere un maggior numero di Sender. Questo ruolo ha il compito di osservare lo stato del task e trasmettere la sua decisione al Receiver. Egli poi deve integrare queste informazioni e prendere una decisione utilizzando la sua mente. Inoltre la nuova interfaccia permette di eseguire due round di interazione: la prima decisione presa dal Receiver viene percepita dai Sender, che possono a loro volta trasmettere decisioni “correttive”. Infine, il Receiver utilizza sia il TMS che l’EEG, eliminando qualsiasi movimento fisico.

L'architettura di BrainNet per il gioco di Tetris. Credits: nature.com
L’architettura di BrainNet per il gioco di Tetris. Credits: nature.com

Per comunicare (i Sender) e per eseguire un’azione (il Receiver) vengono usate delle BCI, e anche per vedere sullo schermo le decisioni prese. Queste interfacce sono basate sull’EEG. Una volta che il Sender prende una decisione una CBI (Computer-Brain-Interface) invia le informazioni in rete al Receiver. A questo punto un’altra CBI legata questa volta al TMS fornisce i dati al Receiver, che processa coscientemente l’input dei Sender ed esegue una specifica azione. I Sender, quindi, possono vedere il risultato della scelta e agire di conseguenza nel round successivo.

Quando il Tetris diventa un “gioco mentale”

Per testare le capacità di BrainNet il team ha scelto Tetris. In ogni prova il Receiver aveva il compito di scegliere se ruotare un blocco prima che raggiungesse la fine dello schermo. La parte più difficile stava nel fatto che questo giocatore non vedeva la parte inferiore dello schermo e poteva quindi basarsi soltanto sulle informazioni degli altri due giocatori. I Sender, al contrario, avevano una visione integrale dello schermo ed erano coloro che dovevano comunicare al Receiver la decisione corretta (ruotare o no il blocco).

Il TMS allora inviava le pulsazioni relative alla decisione del Sender in maniera sequenziale alla corteccia occipitale del Receiver, scatenando un fosfene (il fenomeno caratterizzato dalla percezione di puntini luminosi in assenza di luce) se la decisione era , o non scatenandolo se no. Così si concludeva il primo round. I Sender a questo punto esaminavano la scelta del Receiver e fornivano nuove decisioni, potenzialmente correttive.

Lo schermo del Tetris visto dal Receiver (a sinistra) e dai Sender (a destra). Il Receiver non è in grado di vedere il fondo dello schermo, e deve fidarsi dei Sender. Credits: BrainNet
Lo schermo del Tetris visto dal Receiver (a sinistra) e dai Sender (a destra). Il Receiver non è in grado di vedere il fondo dello schermo, e deve fidarsi dei Sender. Credits: BrainNet

Per condurre i test i team hanno fatto giocare 5 gruppi di tre persone, ognuno dei quali ha svolto il test 16 volte. I risultati hanno mostrato un’accuratezza del 81,25%. La misura più semplice utilizzata per misurare la performance generale è stato il numero, in proporzione, di rotazioni corrette. E il risultato è stato molto maggiore di quello atteso: dato 0.5 come misura teorica di accuratezza, gli esiti sono stati molto promettenti.

Il grafico dell'accuratezza di BrainNet utilizzato nel Tetris. Credits: BrainNet
Il grafico dell’accuratezza di BrainNet utilizzato nel Tetris. Credits: BrainNet

BrainNet è la prima interfaccia brain-to-brain, multi-soggetto e non invasiva. Grazie al suo successo può essere considerata un valido punto di partenza per future BCI collaborative. Se supportata con hardware adeguato è in grado di scalare sul numero di partecipanti coinvolti e in casi in cui ogni soggetto è sia Sender che Receiver.

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