Neurologia

Gli ingegneri hanno imitato il cervello umano con un chip elettronico che utilizza la luce per creare e modificare i ricordi

I ricercatori della RMIT University hanno tratto ispirazione da uno strumento emergente in biotecnologia - l'optogenetica - per sviluppare un dispositivo che replica il modo in cui il cervello immagazzina e perde informazioni. L'optogenetica consente agli scienziati di scrutare nel sistema elettrico del corpo con incredibile precisione, usando la luce per manipolare i neuroni in modo che possano essere accesi o spenti.

Il nuovo chip si basa su un materiale ultrasottile che modifica la resistenza elettrica in risposta a diverse lunghezze d'onda della luce, consentendogli di imitare il modo in cui i neuroni lavorano per archiviare ed eliminare le informazioni nel cervello.

il dottor Sumeet Walia, (1) leader del team di ricerca, sostiene che la tecnologia ci avvicina all'intelligenza artificiale (AI) che può sfruttare la piena funzionalità sofisticata del cervello. A tal proposito afferma: “Il nostro chip, di ispirazione optogenetica, imita la biologia fondamentale del miglior computer della natura: il cervello umano. Essere in grado di archiviare, eliminare ed elaborare le informazioni è fondamentale per il calcolo e il cervello lo fa in modo estremamente efficiente. Siamo in grado di simulare l'approccio neurale del cervello semplicemente splendendo colori diversi sul nostro chip. Questa tecnologia ci porta oltre nel cammino verso un'elaborazione della luce rapida, efficiente e sicura. Ci conferisce anche un importante passo avanti verso la realizzazione di un cervello bionico - un cervello su un chip che può imparare dal suo ambiente proprio come fanno gli umani.”

La startup ha appena svelato il suo piano per impiantare i pazienti paralizzati con elettrodi che consentiranno loro di gestire i computer con il cervello.

Neuralink, una società fondata da Elon Musk per sviluppare un sistema di trasmissione dati tra persone e computer, ha sempre agito, dalla data della sua fondazione nel 2017, con molta riservatezza sulla natura del suo lavoro. Durante la sua prima dimostrazione di fronte a un giornalista, la startup ha dimostrato di poter registrare l'attività cerebrale di un ratto attraverso migliaia di piccoli elettrodi impiantati chirurgicamente accanto ai neuroni e alle sinapsi dell'animale. Per fare questo, Neuralink, con sede a San Francisco, sembra aver raggiunto una serie di scoperte che gli hanno permesso di posizionare i sistemi di elaborazione ad alta velocità all'interno di un cervello, causando meno danni rispetto alle tecniche esistenti.

Il presidente Max Hodak ha confermato l'intenzione della società di chiedere l'approvazione della Food and Drug Administration degli Stati Uniti per avviare studi clinici sull'uomo già dal prossimo anno. L'obiettivo è praticare quattro fori da 8 mm nelle teste dei pazienti paralizzati e inserire impianti che consentano loro di controllare computer e smartphone usando i loro pensieri. Sì davvero. “Molte persone hanno scritto questo come se fosse impossibile”, afferma Max Hodak. “Nel prossimo decennio si paleseranno importanti innovazioni in questo settore”.

I ricercatori del College of Medicine Albert Einstein descrivono il primo schema elettrico completo del sistema nervoso di un animale, il verme Caenorhabditis elegans, usato dagli scienziati di tutto il mondo come un organismo modello. Lo studio comprende adulti di entrambi i sessi e rivela differenze sostanziali tra loro.

I risultati segnano un'importante pietra miliare nel campo della Connectomics, (1) lo sforzo di mappare le innumerevoli connessioni neurali in un cervello, nella regione dell'encefalo o nel sistema nervoso per trovare le specifiche connessioni nervose responsabili di determinati comportamenti.

Il dottor Scott W. Emmons, Ph.D., (2) leader dello studio, professore di genetica presso il Dominick P. Purpura Department of Neuroscience e la Siegfried Ullmann Chair in Molecular Genetics at Einstein, spiega: “la struttura è sempre centrale in biologia. La configurazione del DNA ha rivelato come funzionano i geni mentre la struttura delle proteine ha rivelato come funzionano gli enzimi. Ora, la struttura del sistema nervoso sta rivelando: come si comportano gli animali; come le connessioni neurali, quando sono alterate, possono causare una malattia.”