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Cognitive Control of a Hearing Aid

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Apparecchi acustici a controllo cognitivo

Quasi il 7 % della popolazione europea è classificato come audioleso. Gli apparecchi acustici esistenti migliorano la sensibilità, ma non riescono a individuare una voce debole tra tante, caratteristica necessaria per una comunicazione sociale efficace.

Salute

Le orecchie sane hanno la capacità unica di estrarre suoni deboli da un ambiente rumoroso, ma tale capacità viene persa con l’invecchiamento. È possibile ricorrere a determinate tecnologie di recente sviluppo per migliorare il rapporto segnale/rumore degli apparecchi acustici standard. Tuttavia, non esiste un modo semplice per dirigere il dispositivo in modo che riesca a elaborare i suoni a cui l’utente desidera interessarsi. Trasformare i segnali cerebrali in controllo acustico Il progetto COCOHA, finanziato dall’UE, ha affrontato questo problema proponendo di ricavare un segnale di controllo direttamente dal cervello dell’utente. Più in particolare, gli scienziati del progetto hanno ottenuto segnali cerebrali da un elettroencefalogramma (EEG) per guidare l’hardware dell’analisi acustica. «L’idea era quella di far corrispondere i segnali di intenzione rilevati dagli elettrodi EEG sul cuoio capelluto o all’interno del condotto uditivo a fonti acustiche poste all’interno dell’ambiente», spiega il dott. Alain de Cheveigné, coordinatore del progetto. COCOHA ha riunito un team multidisciplinare di scienziati di base e partner industriali in tutta Europa. I team hanno dovuto affrontare molteplici sfide metodologiche e tecnologiche associate al controllo cognitivo e all’elaborazione acustica. I segnali cerebrali presentano un elevato rumore di fondo dagli elettrodi, così come artefatti da movimento e dai muscoli, che rendono difficile l’interpretazione. La soluzione COCOHA contiene un front end acustico, che fornisce flussi puliti come fonti nell’ambiente. Il back-end cognitivamente controllato decodifica l’intento dell’utente, fornendo un segnale di controllo utilizzato per indirizzare l’elaborazione acustica verso la fonte a cui l’individuo desidera interessarsi. Gli scienziati hanno condotto esperimenti comportamentali ed EEG con soggetti normoudenti per comprendere meglio i processi di attenzione uditiva. Hanno presentato un insieme di due voci a soggetti normali e hanno chiesto loro di seguire l’uno o l’altro mentre combinavano i segnali EEG con la voce. Come sottolinea il dott. de Cheveigné, «questo ci ha fornito indicazioni su come il cervello elabora particolari suoni e suggerisce modi di decodificare tali segnali». Sulla base di questi dati, i ricercatori hanno sviluppato algoritmi e metodi computazionali per decodificare i segnali cerebrali in segnali di controllo. Il futuro del controllo cognitivo degli apparecchi acustici «Indubbiamente, una migliore comprensione dei processi attenzionali e dei metodi per alleviare i problemi uditivi attraverso il controllo cognitivo sono i risultati più importanti di COCOHA», afferma il dott. de Cheveigné. In primo luogo, COCOHA ha dimostrato che i segnali cerebrali possono essere convertiti in tempo reale e utilizzati per dirigere l’apparecchio acustico. Gli scienziati hanno inoltre studiato lo sguardo come mezzo complementare per il controllo degli apparecchi acustici. Durante il progetto, sono stati generati diversi prototipi per testare l’elaborazione acustica attraverso una rete wireless di microfoni, segnali misurati dal canale uditivo, pupillometria e segnali basati su EEG. Tuttavia, in questa fase, la soluzione attuale non è abbastanza veloce ed ergonomica da poter essere inclusa in un prodotto commerciale. I ricercatori sono fiduciosi di poter aumentare significativamente le prestazioni della soluzione per apparecchi acustici COCOHA con l’ulteriore sviluppo della metodologia di decodifica del cervello e la riformulazione della metodologia di elaborazione del segnale acustico. Considerato che le disabilità uditive possono abbassare la qualità della vita, portare all’esclusione sociale e aumentare i costi associati per la società, offrire la possibilità a persone con problemi di udito di distinguere i suoni in ambienti rumorosi è la via da seguire per consentire una «comunicazione naturale».

Parole chiave

COCOHA, acustico, apparecchio acustico, controllo cognitivo, segnale cerebrale, EEG

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