BRAIN COMPUTER INTERFACES

Officer’s Corner: parola agli esperti

CT 324

Brain-Computer Interfaces

Campo di applicazione

Si occupa di definire la normativa nel settore delle interfacce cervello-computer per la tecnologia dell’informazione al fine di consentire la comunicazione e l’interazione tra cervello e computer in tutte le aree di applicazione.

Oltre all’ambito tecnico dell’ingegneria, abbraccia anche tematiche legate alla sicurezza, alla privacy e agli aspetti legali ed etici, intersecandosi con gli aspetti inerenti alle neuroscienze e alla psicologia.

Dallo scopo resta esclusa la normazione per impianti umani e applicazioni mediche.

Struttura

Il Comitato Tecnico 324 opera come “mirror committee” dell’ISO/IEC JTC 1/SC 43 “Brain-computer Interfaces” e in tale sede rappresenta la posizione nazionale dei propri stakeholder sulla normativa del settore BCI.

Il Comitato non ha SottoComitati o Gruppi di Lavoro attivi al momento.

Programma di lavoro

Il programma di lavoro dei CT CEI a livello nazionale, suddiviso per settori, è scaricabile dal sito CEI: https://www.ceinorme.it/adempimenti-al-regolamento-ue-1025-2012/programma-di-normazione-nazionale/

Il programma di lavoro a livello internazionale IEC è disponibile al link:  https://www.iec.ch/dyn/www/f?p=103:23:303316492385731::::FSP_ORG_ID,FSP_LANG_ID:28794,25

Ultime Pubblicazioni

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Collegamenti EUROPEI/INTERNAZIONALI

ISO/IEC JTC 1/SC 43 “Brain-computer Interfaces”

Intervista agli Officer’s

Nicola Moccaldi, Presidente CEI CT 324

Nicola Moccaldi si è laureato in Scienze della Comunicazione presso l’Università di Salerno ed in Ingegneria Elettronica presso l’Università Federico II di Napoli, dove ha anche conseguito il titolo di Doctor Europaeus in Information Technology and Electrical Engineering (ITEE). Dal 2023 è chair dell’IEEE Professional and Communication Society – Italy Chapter.

La sua formazione multidisciplinare lo ha condotto quasi naturalmente verso il tema delle Brain Computer Interface (BCI) di cui si occupa da più di 10 anni con più di 80 lavori pubblicati su riviste internazionali. È coautore del libro “Wearable Brain Computer Interfaces” che ha ricevuto nel 2024 il prestigioso Tailor&Francis Outstanding Book in STEM Award.

Attualmente è Assistant Professor (RTDB) alla Federico II e titolare degli insegnamenti di Fondamenti di Misure e Fondamenti di misure elettroniche. Sempre alla Federico II svolge inoltre attività didattiche elettive per gli studenti di Medicina Tecnologica sui temi della BCI.

È Associated Editor della rivista Computer Standards & Interfaces e fa parte del comitato scientifico della conferenza IEEE MetroXRAINE che da quattro anni promuove sinergie fra ricercatori di Realtà Estesa, Intelligenza Artificiale e Neuro Ingegneria all’interno della cornice rigorosa della metrologia.

• “Brain computer interface” sembra un argomento del futuro, ma in realtà è una tecnologia allo studio da oltre un decennio e in continua evoluzione. Può innanzitutto spiegare in parole semplici di cosa si tratta?

Una BCI (Brain-Computer Interface) è un ponte che collega l’attività cerebrale al mondo esterno, un passaggio bidirezionale con molte corsie, ognuna percorribile con strumenti diversi.

Se percorriamo la direzione dal cervello verso il mondo esterno, possiamo utilizzare tecnologie di neuroimaging come la risonanza magnetica, la magnetoencefalografia, l’elettroencefalografia o la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso. per interpretare l’attività cerebrale. Questi segnali possono essere trasdotti in azioni immediate, come avviene nelle BCI attive e reattive che consentono, ad esempio, a persone gravemente limitate da patologie neurodegenerative di utilizzare arti robotici o comporre messaggi verbali. Gli stessi segnali possono anche essere utilizzati per monitorare lo stato mentale di un individuo come nel caso delle BCI passive consentendo, ad esempio, di adattare in tempo reale un setting terapeutico o di training.

Se invece ci muoviamo nella direzione opposta, ossia dal mondo esterno verso il cervello, interveniamo direttamente sull’attività cerebrale. È possibile potenziare funzioni cognitive, ridurre la percezione del dolore o contrastare sintomi depressivi applicando deboli correnti sullo scalpo attraverso elettrodi di superficie oppure con una bobina che genera un campo magnetico in grado di penetrare in maniera indolore e non-invasiva attraverso lo scalpo e raggiungere le specifiche strutture cerebrali di interesse. Tuttavia, il principale attore nella modulazione dell’attività cerebrale potrà diventare in futuro l’essere umano stesso. Quando alle persone sarà offerta l’opportunità di osservare in tempo reale, in modo comodo e per tempi prolungati la propria attività cerebrale (neurofeedback), esse svilupperanno la competenza di governarla. Si innescherà un processo simile a quello in cui un bambino, ascoltando i suoni che emette, impara gradualmente a modularli fino a trasformarli in linguaggio verbale.

• Qual è stata la genesi del Comitato Tecnico 324 e come si è strutturato?

Il Comitato Tecnico 324 (CT 324) del CEI opera come mirror committee del SottoComitato SC 43 del Comitato Tecnico congiunto 1 (JTC 1) di IEC e ISO.

Il SottoComitato 43 (SC 43), istituito nel 2022, si occupa di sviluppare standard internazionali nel campo delle Brain-Computer Interfaces (BCI) per la tecnologia dell’informazione, al fine di abilitare la comunicazione e l’interazione tra il cervello e i computer. Il SC 43 funge da punto di riferimento e promotore del programma di standardizzazione di JTC 1 sulle interfacce cervello-computer, inclusa l’elaborazione di standard fondamentali. Fornisce inoltre linee guida sulle interfacce cervello-computer a IEC, ISO e ad altre entità che sviluppano applicazioni BCI. Sono esclusi dalla diretta competenza del SottoComitato gli standard per impianti umani e applicazioni mediche.

Del SC 43 fanno parte 13 membri attivi, fra cui l’Italia, e 11 membri osservatori. Il Coordinamento è attualmente affidato alla Cina nella persona dell’Ing. Yuntao Yu.

Il Comitato CEI CT 324 nasce nel 2023 e da subito partecipa attivamente alla stesura dei 4 documenti fondativi per la standardizzazione della BCI a livello internazionale: (i) il Vocabolario, (ii) l’Architettura di riferimento, (iii) il formato dei dati e (iv) i casi d’uso principali.

Di recente SC 43 ha attivato due nuovi gruppi di lavoro su “Etica ed Affidabilità” e “Sorveglianza post-market” a cui il CT 324 ha aderito attraverso propri delegati.

• Quali iniziative e quali priorità sono in evidenza nell’agenda del CT 324?

Il CT 324 organizza periodicamente meeting a livello nazionale e partecipa attivamente alle attività del SC 43.  Il primo plenary meeting del SottoComitato 43 si è tenuto in modalità remota nel settembre 2022, da allora ogni sei mesi è stato organizzato un nuovo meeting prevalentemente in paesi asiatici a cui i membri italiani hanno partecipato attivamente. Nel 2026 l’Italia si è candidata ad ospitare la riunione plenaria di settembre presso la sede CEI di Milano.

Nel contesto italiano, il settore della produzione di dispositivi BCI (Brain-Computer Interface) è ancora agli albori, con un numero limitato di imprese che investono attivamente in questo ambito. Tuttavia, il mercato sta attraversando una fase di profonda trasformazione, grazie all’evoluzione tecnologica che sta portando alla creazione di soluzioni sempre più indossabili e di semplice utilizzo. Questa tendenza apre le porte a un possibile ampliamento della diffusione delle BCI, rendendole un prodotto accessibile a un pubblico sempre più vasto.

Di fronte a questa rapida evoluzione, si avverte con urgenza la necessità di sviluppare normative specifiche in grado di regolamentare il settore. In particolare, diventa cruciale prevedere misure di tutela per gli utenti, alla luce delle nuove forme di vulnerabilità legate alla privacy e alla sicurezza introdotte dall’utilizzo delle BCI. La definizione di standard adeguati non solo garantirà una maggiore protezione per i consumatori, ma contribuirà anche a creare un quadro normativo chiaro e solido per favorire un’innovazione responsabile e sostenibile.

Irene Del Chicca, Segretario CEI CT 324

Irene Del Chicca ha conseguito la laurea in Ingegneria Elettronica presso l’Università di Pisa.

Dopo alcuni anni dedicati alla ricerca nell’ambito della microrobotica presso l’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, ha lavorato presso Winmedical come Hardware Designer nel settore delle apparecchiature elettromedicali.

Dal 2018 è Team Leader della divisione Ricerca e Innovazione presso ab medica s.p.a., azienda italiana di riferimento nella produzione e distribuzione di tecnologie medicali, nella robotica chirurgica, nella telemedicina e nell’innovazione tecnologica in ambito sanitario.

Nel settore normativo ricopre attualmente i seguenti incarichi:

• Segretario del CEI CT 324 “Brain-computer interfaces”
• Membro del CEI CT 62/SC 62A “Aspetti comuni delle apparecchiature elettriche per uso medico”
• Membro del CEI CT 62/SC 62D “Apparecchi elettromedicali”
• Membro del CENELC TC 62 “Electrical equipment in medical practice”
• Membro del CEN-CLC JTC16 “Active Implantable Medical Devices”.

• Ci potrebbe descrivere i profili professionali dei membri del Comitato CEI 324?

 La BCI (Brain-Computer Interface) è un’area interdisciplinare che, per la sua specificità, coinvolge diversi settori e campi di studio. Oltre agli ambiti tecnici, come ad esempio ingegneria e informatica, essa abbraccia anche tematiche legate alla sicurezza, alla privacy e agli aspetti legali ed etici. Inoltre, la BCI si interseca con le neuroscienze e la psicologia, rendendo lo sviluppo di standard dedicati particolarmente complesso e articolato. Per questo motivo, sin dalla nascita del comitato, è stata dedicata particolare attenzione a coinvolgere esperti con competenze ed esperienze nei diversi settori sopra menzionati. Oggi il comitato si presenta come un gruppo eterogeneo che, grazie alla varietà delle competenze dei suoi membri, è in grado di affrontare le molteplici sfide che la standardizzazione della BCI pone.

Il comitato è in continua espansione e sempre pronto ad accogliere nuovi membri provenienti da vari settori sia scientifici che industriali. Questi nuovi membri, con le loro diverse competenze e prospettive, possono offrire contributi preziosi e innovativi sul tema della BCI. L’apertura del comitato a nuove adesioni permette di arricchire il dibattito, favorire la collaborazione interdisciplinare e garantire che gli standard sviluppati siano completi e rappresentativi delle esigenze di un ampio spettro di utenti e stakeholders.

• Quali sono le principali attività normative attualmente in corso?

Il Comitato internazionale ISO/IEC JTC 1/SC 43 è strutturato in diversi Gruppi di Lavoro (WG), ciascuno dedicato allo sviluppo di standard per i vari aspetti della BCI. Ad esempio, il WG1 si occupa delle terminologie di base e degli standard fondamentali, il WG2 è focalizzato sulle applicazioni, mentre il WG5 si concentra su tutto quello che riguarda i dati BCI, dalla loro struttura alla loro elaborazione. Questi gruppi di lavoro sono formati da esperti del settore, membri dei comitati nazionali dedicati alla standardizzazione della BCI.

Il CT 324 partecipa attivamente alle attività dei vari gruppi di lavoro, come ad esempio il WG1, dove è coinvolto nel progetto “Information technology-BCI-vocabulary”. Questo progetto mira a stabilire un set standard di termini e definizioni della tecnologia BCI, utilizzabile in diversi domini e settori. Il compito del gruppo di lavoro è definire il vocabolario della tecnologia BCI e allineare il progetto alle esigenze delle parti interessate e degli utenti finali, promuovendo chiarezza e coerenza nella comunicazione, riducendo ambiguità e incomprensioni e facilitando l’interoperabilità tra diversi sistemi e applicazioni. Inoltre, il CT 324 sta lavorando allo sviluppo di standard fondamentali della BCI, come l’architettura di riferimento, con l’obiettivo di creare un modello per la progettazione e l’implementazione di sistemi e applicazioni, fornendo un framework completo e standardizzato per sviluppatori e parti interessate, che soddisfi requisiti di interoperabilità, scalabilità ed efficienza.

• Dallo scopo del comitato è esclusa la normazione per impianti umani e applicazioni mediche, che pure sono ambiti correlati. Come mai e come viene gestita questa suddivisione?

A livello internazionale, il Comitato ISO/IEC JTC 1/SC 43 ha deciso di non occuparsi direttamente dello sviluppo degli standard BCI per gli impianti umani e le applicazioni mediche, in quanto i dispositivi medici, come le BCI invasive che richiedono un intervento chirurgico per l’impianto, devono essere regolati secondo le normative specifiche sui dispositivi medici.

Tuttavia, per garantire che gli standard relativi alla BCI siano compatibili e allineati con quelli medici, il comitato internazionale ha elaborato una strategia che prevede lo sviluppo di standard IT (Information Technology) fondamentali per supportare queste applicazioni che rientrano nell’ambito escluso dallo scopo del comitato. Un esempio di questa iniziativa è rappresentato dal progetto PWI JTC1-SC43-3, dedicato al tema “Invasive BCI Multi-modal Neural Data Format”.

Inoltre, il comitato internazionale ha avviato una liason con altri comitati internazionali, tra i quali il Comitato IEC/TC 62 “Medical equipment, software, and systems”, che si occupa della preparazione degli standard internazionali dedicati alla sicurezza e alle prestazioni di apparecchiature, software e sistemi medici.