Possiamo creare nuovi sensi per l'essere umano?

Da umani, riusciamo a percepire meno di un deci-trilionesimo di tutte le onde luminose. “La nostra esperienza della realtà”, dice il neuroscienziato David Eagleman, “è vincolata alla nostra biologia.” Ma lui vuole cambiare questa situazione. La sua ricerca nei processi cerebrali lo ha portato a creare nuove interfacce — come un "gilet sensoriale" — che permettono di ricevere informazioni sul mondo intorno a noi che prima ci sfuggivano.

Siamo fatti di parti molto piccole,

ma ci troviamo in un cosmo davvero grande

e il punto è che non siamo molto bravi
a comprendere la realtà

in nessuna delle due dimensioni

perché i nostri cervelli

non sono ancora abbastanza evoluti
per capire il mondo a una tale dimensione.

Siamo invece intrappolati in questa
piccola fetta di percezione,

proprio al centro.

Ma la cosa strana è che, anche
nella parte di realtà che ci è familiare,

in realtà non riusciamo a vedere
la maggior parte di ciò che avviene.

Prendete i colori del nostro mondo,
per esempio.

Onde di luce, radiazioni elettromagnetiche
che rimbalzano sugli oggetti

e colpiscono recettori specializzati
che stanno nel retro dei nostri occhi.

Ma non vediamo tutte le onde
che ci sono in realtà.

Infatti ciò che vediamo

è meno di un decitrilionesimo
dell'esistente.

Perciò ci sono
onde radio, microonde

e raggi X e gamma che stanno passando
attraverso il vostro corpo proprio ora

e ne siete totalmente inconsapevoli,

perché non possedete
i recettori biologici adatti

per percepirli.

Migliaia di conversazioni al cellulare
stanno passando attraverso di voi

proprio in questo momento

e ne siete completamente inconsapevoli.

Ora, non è che queste cose
siano intrinsecamente invisibili.

I serpenti percepiscono alcuni infrarossi
nella loro realtà

e le api includono gli ultravioletti
nella loro visione del mondo

e, certo, costruiamo macchine
nei cruscotti delle nostre auto

per cogliere segnali di una certa gamma
di frequenze radio

e costruiamo macchine negli ospedali
che colgono raggi X.

Ma nessuno di questi può essere percepito
in completa autonomia,

o almeno non ancora,

perché non siamo equipaggiati
dei sensori adeguati.

Dunque, questo significa
che la nostra esperienza della realtà

è vincolata alla nostra biologia

e questo va contro la nozione comune

che i nostri occhi, le nostre orecchie
e le nostre dita

colgono la realtà oggettiva
che c'è là fuori.

Al contrario, il nostro cervello campiona
solo una piccola parte di mondo.

In tutto il regno animale,

animali diversi captano
parti diverse della realtà.

Per cui, nel mondo cieco e sordo
della zecca,

i segnali importanti sono temperatura
e acido butirrico;

nella realtà del pesce coltello,

il suo mondo sensoriale
è riccamente colorato da campi elettrici

e per il pipistrello
e la sua ecolocalizzazione,

la realtà è costruita a partire
da onde di aria compressa.

È la fetta di ecosistema
su cui possono fare affidamento;

in scienza c'è una parola per questo.

Si chiama umwelt,

che è una parola tedesca che indica
il mondo circostante.

Ora, presumibilmente,
ogni animale dà per scontato

che il suo umwelt sia l'intera
e oggettiva realtà che c'è lì fuori,

perché per quale motivo mai
ci si dovrebbe fermare a pensare

che possa esistere qualcosa
oltre ciò che si riesce a percepire.

Al contrario, ciò che facciamo noi tutti
è accettare la realtà

come ci si presenta.

Facciamoci un esame di coscienza.

Immaginate di essere un cane da caccia.

Il vostro intero mondo
consiste nell'annusare.

Avete un lungo naso che ha
200 milioni di recettori per gli odori

e avete narici umide che attraggono
e intrappolano le molecole di odore:

le vostre narici sono belle grosse,
così che possiate inalare tanta aria.

Per voi tutto è questione di fiuto.

Di colpo, un bel giorno,
avete una rivelazione.

Guardate il vostro padrone umano
e pensate:

"Come dev'essere avere quel penoso,
piccolo naso impoverito da umano?

(Risate)

Come dev'essere quando respiri
solo una flebile dose d'aria?

Come puoi non sapere che c'è un gatto
a un centinaio di metri da qui,

o che il vicino era proprio
in questo punto sei ore fa?"

(Risate)

Proprio perché siamo umani,

non abbiamo mai avuto esperienza
di quel mondo di odori,

perciò non ci manca,

perché siamo fermamente radicati
nel nostro umwelt.

Ma il punto è, siamo davvero obbligati
a restare bloccati qui?

Ecco perché, da neuroscienziato,
mi interessa il modo in cui la tecnologia

potrebbe espandere il nostro umwelt

e a come potrebbe cambiare
l'esperienza di essere umani.

Sappiamo già di poter sposare
tecnologia e biologia,

perché ci sono centinaia di migliaia
di persone che camminano intorno a noi

con apparecchi acustici
e di visione artificiale.

Funziona così: si prende un microfono,
si digitalizza il segnale

e si mette una fascia di elettrodi
direttamente nell'orecchio interno.

Oppure, nel caso degli impianti retinici,
si prende una videocamera,

si digitalizza il segnale
e si inserisce una griglia di elettrodi

direttamente nel nervo ottico.

E non più tardi di 15 anni fa,

molti scienziati pensavano che queste
tecnologie non avrebbero funzionato.

Perché? Perché queste tecnologie
parlano la lingua della Silicon Valley

che non è esattamente lo stesso dialetto
dei nostri organi di senso naturali.

Ma il fatto è... che funziona:

il cervello capisce come usare i segnali.

Ora, come lo capiamo?

Beh, ecco il segreto:

Il vostro cervello non sente né vede
niente di tutto questo.

Il cervello è rinchiuso in una cripta
di silenzio e oscurità nel cranio.

L'unica cosa che riceve
sono segnali elettrochimici

che arrivano tramite cavi dati diversi

e questo è tutto ciò
con cui ha a che fare, nulla di più.

Sorprendentemente,

il cervello è molto bravo
a ricevere questi segnali,

estrarne sequenze
e assegnargli un significato,

così che possa prendere
questo cosmo interiore e creare una storia

di questo, il vostro mondo soggettivo.

Ma ecco il punto chiave:

il vostro cervello non sa,
e non gli importa di sapere,

da dove vengono i dati.

Qualsiasi informazione arrivi,
semplicemente capisce cosa farne.

È un tipo di macchina molto efficiente.

Essenzialmente, è un generico
dispositivo di computazione,

riceve qualsiasi tipo di dato

e capisce cosa farne

e questo, credo, permette
a Madre Natura

di dilettarsi con ogni sorta
di canali di input.

Io chiamo questo modello evolutivo "T.P."

ovvero, senza andare troppo sul tecnico,

"Testa di Patata";

uso questo nome per sottolineare
che tutti i sensori

che conosciamo e amiamo (occhi,
orecchie, dita delle mani),

sono semplicemente dispositivi
plug-and-play ("collega-e-usa"):

Li collegate e il gioco è fatto.

Il cervello capisce cosa fare
con i dati in ingresso.

E quando si osserva il regno animale,

si trovano parecchi
dispositivi periferici.

I serpenti hanno recettori termici
con i quali percepiscono gli infrarossi,

il pesce coltello ha elettrorecettori

la talpa dal muso stellato
ha un'appendice

con 22 tentacoli

con i quali percepisce e costruisce
un modello 3D del mondo,

e molti uccelli hanno la magnetite
che permette loro di orientarsi

nel campo magnetico del pianeta.

Questo significa che la natura
non deve continuamente

ridisegnare l'intero cervello.

Al contrario, una volta stabiliti i principi
che regolano le attività cerebrali,

la natura deve preoccuparsi solo
di disegnare nuove periferiche.

Ok. Dunque ecco cosa significa:

la morale della storia

è che non c'è niente
di davvero speciale o fondamentale

nella biologia con cui
siamo venuti al mondo.

È semplicemente ciò che abbiamo ereditato

da un complesso percorso evolutivo.

Ma non è per forza qualcosa
a cui dobbiamo attenerci

e la prova di questo

è ciò che chiamiamo
sostituzione sensoriale.

Ovvero introdurre informazioni
nel cervello

tramite canali sensoriali inusuali:

il cervello capisce cosa farne.

Potrebbe sembrare fantascienza,

ma il primo articolo che lo dimostra
è stato pubblicato su Nature nel 1969.

Uno scienziato di nome Paul Bach-y-Rita

mise delle persone cieche
su una sedia da dentista modificata,

impostò una fonte video

e pose un oggetto davanti all'obiettivo

che poi sarebbe stato percepito

come un pungolare alla schiena
tramite una griglia di solenoidi.

Quindi, ponendo una tazza di caffè
davanti all'obiettivo,

lo si sentiva nella schiena

e sorprendentemente, i ciechi
diventavano piuttosto bravi

a determinare quale fosse l'oggetto
inquadrato dalla telecamera

soltanto sentendolo
sulla schiena.

Ora, ci sono state diverse interpretazioni
moderne di questo meccanismo.

Ci sono occhiali che ricevono dati video
di ciò che ci sta di fronte

e li tramutano in un panorama sonoro,

così che, quando le cose si muovono,
si avvicinano e si allontanano,

si sente un "Bzz, bzz, bzz".

Suona come una sorta di cacofonia,

ma dopo qualche settimana,
i ciechi iniziano a capire molto bene

cosa sta di fronte a loro,

solo sulla base di ciò che sentono.

E non bisogna per forza
passare dalle orecchie:

il sistema si serve di una griglia
elettrica tattile sulla fronte,

così qualsiasi sia la cosa di fronte
al video, la si sente sulla fronte.

Perché la fronte? Perché
non la si usa per nient'altro.

L'incarnazione più moderna
si chiama Brainport

ed è una piccola griglia elettrica
da posizionare sulla lingua

così che la fonte video venga tramutata
in piccoli segnali elettrici tattili

e i ciechi diventano così bravi a usarla
che possono lanciare una palla in un cesto

o attraversare
percorsi con ostacoli complessi.

Possono arrivare a vedere
attraverso la lingua.

Sembra una follia vero?

Ma ricordate, la visione in fondo

non è altro che segnali elettrochimici
che attraversano il cervello.

Il cervello non sa da dove vengono
questi segnali.

Ma capisce cosa farne.

Nel mio laboratorio mi interesso
di sostituzione sensoriale per sordi,

e questo è un progetto che ho intrapreso

con un laureando
nel mio laboratorio, Scott Novich,

che lo sta conducendo per la tesi.

Ed ecco ciò che volevamo fare:

volevamo far sì che i suoni del mondo
fossero convertiti

in un modo per cui i sordi
potessero capire cosa veniva detto.

E volevamo farlo grazie al potere
e all'ubiquità dei dispositivi portatili,

volevamo essere sicuri che questo
potesse funzionare su telefoni e tablet

e volevamo che fosse
qualcosa di indossabile,

qualcosa che si potesse indossare
sotto i vestiti.

Quindi ecco il concetto.

Io parlo, il suono che emetto
viene captato dal tablet

e viene mappato su un gilet
ricoperto di motori vibranti,

come i motori dei cellulari.

Quindi, mentre parlo,

il suono è tradotto in una sequenza
di vibrazioni sul gilet.

Beh, non è solo concettuale:

il tablet trasmette Bluetooth
e sto indossando il gilet proprio ora.

Quindi, mentre parlo (Applausi)

il suono è tradotto in sequenze dinamiche
di vibrazioni.

Sto sentendo il mondo sonoro
intorno a me.

Stiamo testando questo dispositivo
con persone sorde

ed è venuto fuori che in breve tempo

la gente comincia a sentire,
cominciano a capire

il linguaggio del gilet.

Lui è Jonathan. Ha 37 anni.
Ha una laurea magistrale.

È nato con una forma di sordità acuta,

che significa che c'è una parte del suo
umwelt che non è per lui accessibile.

Abbiamo allenato Jonathan con il gilet
per quattro giorni, due ore al giorno

ed eccolo, il quinto giorno.

Scott Novich: You.

David Eagleman: Scott dice una parola,
Jonathan la sente sul gilet

e scrive sulla lavagna.

SN: Where. Where.

DE: Jonathan è in grado di tradurre
questa complicata sequenza di vibrazioni

in una comprensione
di ciò che viene detto.

SN: Touch. Touch.

DE: Ora non lo sta facendo...

(Applausi)

Jonathan non lo fa consapevolmente,
perché le sequenze sono troppo complicate,

ma il suo cervello comincia a sbloccare
la sequenza che gli permette di capire

cosa significano i dati

e ci aspettiamo che, indossando
il gilet per circa tre mesi,

abbia un'esperienza uditiva diretta,

nello stesso modo in cui, quando un cieco
passa il dito sul braille,

il significato arriva diretto dalla pagina
senza alcuna mediazione cosciente.

Questa tecnologia ha il potenziale
di cambiare le carte in tavola,

perché l'altra unica soluzione
per la sordità è l'impianto cocleare,

che richiede una chirurgia invasiva.

E questo può essere 40 volte meno costoso
di un impianto cocleare,

il che rende questa tecnologia fruibile
globalmente, anche nei paesi più poveri.

I nostri risultati con la sostituzione
sensoriale sono stati molto incoraggianti,

ma ciò che ci ha fatto pensare molto
è l'addizione sensoriale.

Come possiamo usare una tecnologia simile
per creare un senso completamente nuovo,

per espandere l'umwelt umano?

Per esempio, possiamo inserire
dati da Internet in tempo reale

direttamente nel cervello di qualcuno

affinché possa sviluppare
un'esperienza percettiva diretta?

Ecco un esperimento che stiamo conducendo
in laboratorio.

Un soggetto sente un flusso di dati
dal Net in tempo reale

per cinque secondi.

Poi appaiono due bottoni
e deve fare una scelta.

Non sa cosa sta succedendo.

Compie una scelta
e riceve un feedback dopo un secondo.

Ora, ecco il punto:

Il soggetto non ha idea
del significato delle sequenze,

ma stiamo testando se migliori
nella scelta di quale bottone spingere.

Non sa che ciò che stiamo inviando

sono dati in tempo reale dalla Borsa

e che sta effettuando decisioni
di acquisto e di vendita.

(Risate)

E il feedback gli dice se ha fatto
la cosa giusta o no.

Cio che stiamo vedendo è se è possibile
espandere l'umwelt umano

così che arrivi ad avere,
dopo qualche settimana,

un'esperienza percettiva diretta
dei movimenti economici del pianeta.

Ma di questo ve ne parleremo più tardi
per vedere quanto funziona.

(Risate)

Ecco un'altra cosa che stiamo facendo:

Durante gli interventi di questa mattina,
abbiamo automaticamente cercato su Twitter

l'hashtag TED2015

e abbiamo fatto un'analisi
d'opinioni automatica,

ovvero: le persone stanno usando
parole positive, negative o neutre?

E mentre ciò avveniva,

io l'ho sentito

e così sono collegato
alle emozioni collettive

di migliaia di persone in tempo reale

ed è un nuovo tipo di esperienza umana,
perché ora posso sapere

come state e quanto vi sta piacendo
tutto questo!

(Risate) (Applausi)

È un'esperienza più grande di quella
che un umano può avere di solito.

Stiamo espandendo
anche l'umwelt dei piloti.

In questo caso, il gilet sta captando
nove differenti misure

da questo quadrimotore:

inclinazione, rotazione, ondeggiamento,
orientamento e direzione

e questo migliora
l'abilità del pilota di volare.

È come se, essenzialmente, la sua pelle
sia estesa lassù, lontano.

E siamo solo all'inizio.

Ciò che abbiamo in mente è prendere
una moderna cabina di pilotaggio

piena di strumenti che,
invece di essere letti, siano sentiti.

Viviamo in un mondo di informazioni

e c'è una grande differenza
tra l'accedere a tanti dati

e viverli.

Penso che non ci sia fine
alle possibilità

all'orizzonte dell'espansione umana.

Immaginate un astronauta
in grado di sentire

lo stato complessivo dell'intera
Stazione Spaziale Internazionale,

o, sulla stessa linea, di sentire
i valori invisibili della vostra salute,

come gli zuccheri nel sangue
e lo stato del vostro microbioma,

o di vedere a 360 gradi
o vedere a infrarossi o ultravioletti.

Perciò il punto è:
andando verso il futuro,

saremo sempre più in grado di scegliere
i nostri dispositivi periferici.

Non dobbiamo più aspettare
i doni sensoriali di Madre Natura

al suo ritmo,

ma, come ogni bravo genitore,
ci ha dato gli strumenti che ci servivano

per uscire e crearci
la nostra propria traiettoria.

Perciò la questione è:

in che modo volete uscire
e fare esperienza dell'universo?

Grazie.

(Applausi)

Chris Anderson: Lo senti?
DE: Sì.

In realtà, questa è stata la prima volta
che ho sentito un applauso sul gilet.

È bello. È come un massaggio. (Risate)

CA: Twitter sta impazzendo.
Twitter sta impazzendo.

Dunque, quell'esperimento sulla Borsa.

Questo è il primo esperimento
i cui risultati durerebbero per sempre,

giusto? se avete successo?

DE: Beh, è giusto, non dovrei
più scrivere al NIH.

CA: Allora, giusto per essere
scettici per un minuto,

intendo, è fantastico,
ma non è forse vero

che ci sono prove del funzionamento
della sostituzione sensoriale

ma non necessariamente
dell'addizione sensoriale?

Intendo, non è possibile
che il cieco veda attraverso la lingua

perché la corteccia visiva è già lì,
pronta a processare

e che questo sia una parte necessaria?

DE: È un'ottima domanda.
In realtà non abbiamo idea

di quali siano i limiti teorici del tipo
di dati che il cervello può ricevere.

La storia generale, però,
è che sia estremamente flessibile.

Quando una persona diventa cieca,
ciò che chiamiamo corteccia visiva

viene presa in consegna da altre cose,
tatto, udito, vocabolario.

Questo ci dice che la corteccia
è una sorta di arco a una freccia.

Elabora solo certi tipi
di computazione sulle cose.

Quando guardiamo al braille,
per esempio,

si tratta di persone che colgono
informazioni attraverso le dita.

Quindi non credo ci sia alcuna ragione
per ritenere che esista un limite teorico

di cui conosciamo il confine.

CA: Se questo si dimostrasse vero,
verresti sommerso di richieste.

Ci potrebbero essere tante applicazioni
per una cosa del genere.

Sei pronto per questo?
Quale potenzialità ti esalta di più?

DE: Beh, penso che ci siano
molte possibili applicazioni.

Riguardo alla sostituzione sensoriale,
le cose che menzionavo poco fa

degli astronauti nelle stazioni spaziali,
che spendono così tanto tempo

a monitorare, mentre potrebbero
semplicemente captare cosa sta succedendo,

perché se c'è un'applicazione per questa
tecnologia, sono i dati multidimensionali.

La chiave è: i nostri sistemi visivi
sono ottimi per cogliere macchie e bordi,

ma non lo sono altrettanto per ciò
che è diventato il nostro mondo,

ovvero schermi
con tanti, tanti dati.

Dobbiamo procedere a carponi
tramite i nostri sistemi attentivi.

Perciò questo è un modo, in pratica,
per percepire lo stato di qualcosa.

proprio come, dallo stato del tuo corpo,
percepisci di essere in piedi.

Penso a macchinari pesanti, sicurezza,
sentire lo stato di un'industria

della tua attrezzatura, ecco qualche
applicazione per cui funzionerebbe.

CA: David Eagleman, è stato
un intervento straordinario. Grazie mille.

DE: Grazie a te, Chris.
(Applausi)