Il cervello, un computer che può essere craccato: una ricerca italiana per scoprirne i segreti

di Andrea Andrei
Senza computer non possiamo più vivere, senza smartphone neppure. Abbiamo a portata di mano e di portafoglio tecnologie che ci permettono di abbattere barriere spazio-temporali e immergerci in mondi virtuali. I traguardi della scienza si spingono sempre più oltre, nelle nostre case potrebbero presto arrivare robot che nemmeno la fantasia di Isaac Asimov avrebbe mai potuto partorire. Eppure la macchina più complessa e perfetta ce l’abbiamo in testa, da sempre. Una macchina di cui ancora non riusciamo a capire il funzionamento, tanto potente quanto misteriosa e inesplorabile, la cui comprensione potrebbe davvero aprire degli scenari inimmaginabili. «Il cervello è un meccanismo incredibile – spiega il ricercatore Tommaso Fellin – è dotato di 100 miliardi di unità funzionali, i neuroni, in dimensioni più ridotte di quelle di un pallone da calcio».

Fellin è responsabile del laboratorio Optical Approaches to Brain Function, specializzato in tecnologie collegate al cervello, che fa parte dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, eccellenza scientifica del nostro Paese che, fra le altre cose, ha curato il progetto di R1, il “robot-maggiordomo” intelligente. Fellin, insieme a Stefano Panzeri, coordinatore del Centro di Neuroscienze e Scienze Cognitive di IIT a Rovereto (Trento), ha svolto uno studio e concepito un modo per “crackare” il cervello, cioè capirne il funzionamento, riprodurlo e sostanzialmente ingannarlo, proprio come gli hacker fanno con i software. Il tutto tramite un avanzato microscopio che sfrutta tecniche di optogenetica (combinazione di ottica e genetica) e che proietta un’immagine luminosa tridimensionale “illuminando” i singoli neuroni e così attivandoli come un interruttore per produrre delle reazioni cerebrali.

GLI IMPULSI
Ma come può un esperto di tecnologia concepire dei dispositivi che si applichino direttamente a un organo delicato come il cervello? La risposta è semplice: «perché il cervello funziona tramite impulsi elettrici, proprio come una macchina, e quegli impulsi, che si trasmettono nei neuroni, sono in grado di generare delle percezioni sensoriali, perciò di attivare i cinque sensi». L’obiettivo principale dello studio che Fellin e Panzeri hanno realizzato insieme ai colleghi di Harvard Medical School a Boston e dell’University College di Londra e che recentemente è stato pubblicato dalla rivista scientifica Neuron, è di riprodurre quegli impulsi e di conseguenza attivare artificialmente le reazioni sensoriali. Ma per riuscirci hanno dovuto prima di tutto individuare il “codice” del cervello, imparare a comprenderne il linguaggio: «Per farlo – racconta Panzeri – abbiamo dovuto seguire un percorso di decodifica inverso, simile a quello utilizzato per tradurre i geroglifici con la stele di Rosetta. Siamo partiti dall’osservazione delle cellule: quando rilevavamo attività, chiedevamo al soggetto studiato cosa provasse in quel momento. Così ora sappiamo che stimolando i neuroni in un certo modo, indurremo certe reazioni. Insomma, stiamo imparando non solo a comprendere, ma anche a parlare la lingua del cervello».

Solo che per comunicare con un meccanismo tanto complesso e di dimensioni tanto ridotte (un neurone misura circa un milionesimo di metro e i segnali che genera durano un millesimo di secondo) ci vogliono macchinari estremamente precisi e costosi. Perciò è fondamentale il sostegno di due grandi programmi di ricerca internazionali come lo Human Brain Project in Europa e la Brain Initiative negli Usa, senza contare il finanziamento dell’European Research Council ottenuto da Fellin.

LE PROSPETTIVE
Le potenzialità del progetto d’altronde sono importanti, come spiega Panzeri: «Se riuscissimo ad applicare con successo il nostro metodo sugli umani (finora la sperimentazione è stata fatta solo sui roditori, ndr) potremmo sconfiggere malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, l’autismo o la schizofrenia, oppure a curare la sordità o la cecità in quei soggetti che abbiano ancora intatte le corrispondenti parti del cervello. Certo ci vuole tempo, siamo ancora all’inizio».

Eppure non sempre, per vedere i risultati di certe ricerche, bisogna armarsi di tanta pazienza. Lo sa bene Fellin, che insieme a un collega, Andrea Antonini, mentre studiava una tecnica per esplorare i meandri più nascosti del cervello, ha fondato la startup SmartMicroOptics, che produce delle piccole lenti che si applicano alla fotocamera del cellulare e la trasformano in un microscopio portatile: «Ingrandiscono l’immagine fino a 100x, e vengono utilizzate da ingegneri, restauratori o anche in alcune scuole in ambito educativo. Quando abbiamo lanciato la campagna fondi su Kickstarter, i primi a credere nel progetto sono stati gli appassionati di funghi: una cosa a cui non avremmo mai pensato».

Che lo studio del cervello possa rappresentare il futuro della tecnologia, è un’idea condivisa da molti. Uno di questi è Elon Musk, il visionario fondatore di Tesla e SpaceX, che dopo le auto elettriche e la colonizzazione di Marte, vorrebbe sviluppare una tecnologia che unisca il cervello umano al computer tramite elettrodi in grado di caricare e scaricare pensieri. Musk ha infatti presentato Neuralink, con l’obiettivo di consentire alla gente di mantenere il passo con i dispositivi elettronici e di, parole sue, diventare «tutti metà cyborg». Uno scenario in realtà già possibile, come spiega Alberto Sangiovanni Vincentelli, pioniere della ricerca sui circuiti integrati e docente all’Università della California a Berkley: «I chip impiantati nel cervello sono già una realtà in ambito biomedicale. Un giorno potremo usarli per connetterci a una persona dall’altra parte del mondo e avere la sua immagine 3D proiettata come un ologramma davanti agli occhi». In effetti, una volta arrivati su Marte, potremmo averne bisogno.

andrea.andrei@ilmessaggero.it
Twitter: @andreaandrei_

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Luned├Č 10 Aprile 2017 - Ultimo aggiornamento: 11-04-2017 15:31

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