Encefalo, nuovo progetto per creare un cervello virtuale
Encefalo nuovo progetto per creare un cervello virtuale

Le funzioni cerebrali sono tanto misteriose quanto importanti. L’encefalo è la sede del pensiero e il centro di controllo dell’intero organismo. Coordina le capacità di movimento, tatto, olfatto, gusto, udito e vista. Consente alle persone di formulare parole e comunicare, capire e manipolare i numeri, comporre e apprezzare la musica, riconoscere e comprendere forme geometriche, programmare e perfino immaginare e fantasticare.

L’attività del cervello deriva dagli impulsi elettrici generati dalle cellule nervose (neuroni), che elaborano e immagazzinano le informazioni. Gli impulsi passano lungo le fibre nervose all’interno del cervello. L’intensità, il tipo di attività cerebrale e l’area del cervello in cui essa inizia dipendono dal livello di coscienza della persona e dalla specifica attività che questa sta svolgendo.

Una macchina a dir poco complessa, con numerosi meccanismi ancora da conoscere.

Per conoscerlo bisogna studiare a fondo e superare i limiti esistenti oggi. Ed è proprio questo l’approccio di «Human Brain», utile per arrivare a un modello matematico.

«Oggi non abbiamo una teoria generale del cervello e del suo funzionamento da mettere alla prova dei fatti. Ci mancano ancora troppi pezzi del puzzle. Per procedere serve una collaborazione sistematica dall’organizzazione multiscala», spiega il neurofisiologo Egidio D’Angelo, del dipartimento di Brain and Behavioural Sciences dell’Università di Pavia, dopo un meeting con tutte le unità italiane coinvolte nell’iniziativa.

Nello specifico, disporre un cervello virtuale su cui testare l’efficacia di nuovi interventi terapeutici o di prevenzione per accelerare notevolmente la ricerca di una cura per le patologie neurologiche e simulare il cervello è uno degli obiettivi dello «Human Brain Project» progetto da 1,2 miliardi di euro finanziato dall’Europa in 10 anni e che vede al lavoro 120 laboratori europei, di cui 16 unità italiane.

Encefalo nuovo progetto per creare un cervello virtuale

«“Human Brain Project” procede seguendo una modellizzazione “bottom-up”: non imponiamo al sistema la nostra concezione architettonica, ma partiamo dalle misurazioni in laboratorio, vale a dire dalla conoscenza molecolare e cellulare. Il nostro modello deve, poi, incorporare tutti i livelli di complessità possibile e, quindi, “costruiti” i singoli neuroni, ora ne stiamo simulando la connettività», aggiunge D’Angelo che è il coordinatore per tutto il progetto dello sviluppo di modelli dei microcircuiti cerebrali.

Gli scienziati hanno già creato i primi modelli della corteccia e sono in fase di completamento ippocampo, cervelletto e gangli della base. Tutti verificati sperimentalmente mediante misure a elevata tecnologia.

«Il prossimo passo sarà la creazione di strutture sempre più complesse e che si avvicineranno progressivamente a quella sorta di gigantesco bricolage evolutivo che ci troviamo a studiare e simulare», dice D’Angelo, che anticipa: «L’applicazione di tali modelli computazionali del funzionamento del cervello, attraverso la loro implementazione nei circuiti dei robot e in nuove architetture di calcolo neuromorfo, ci consentirà di condurre ricerche su un cervello virtuale». E di avere macchine potentissime nell’apprendimento e nel calcolo.

Infatti, oltre all’avanzamento delle conoscenze neuroscientifiche e alla cura delle patologie del cervello, tra gli obiettivi dello «Human Brain Project» c’è anche lo sviluppo di nuove tecnologie biorobotiche e bioinformatiche.

Alessandra Pedrocchi del laboratorio di neuroingegneria e robotica medica del Politecnico di Milano, partner di “Human Brain” ha affermato «Macchine di questo tipo, robuste e ridondanti, sono fondamentali nell’interazione con l’uomo», dove a contare sono reattività e naturalezza.

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