Cervello virtuale: tra dieci anni sarà realtà

Rubrica Scienza&Salute

In America la prima campanella d’allarme è già suonata. Già, perché sapere che è possibile manipolare la memoria fino a farci ricordare cose mai successe qualche preoccupazione la desta. I topi da laboratorio di Susumu Tonegawa, un neuroscienziato del Massachusetts Institute of technology (Mit), si sono ricordati di aver provato un forte dolore alle zampe, anche se in realtà quel dolore non l’avevano mai sentito, e non avevano mai ricevuto uno shock che lo provocasse. Tutto stimolando alcuni neuroni dell’ippocampo. Tonegawa ha subito precisato che non ha nessuna intenzione di impiantare falsi ricordi anche negli esseri umani, ma lo studio lascia perplessi i neuro-eticisti, che iniziano a porsi qualche domanda sulle neuroscienze: «Questo è solo uno dei problemi etici sorti in questi anni – ha dichiarato a Nature James Giordano, che all’Università di Georgetown si occupa di studi neuroetici – e molti altri ne sorgeranno ancora». Soprattutto ora che in Europa e negli Stati Uniti stanno partendo due grossi studi decennali – The Human Brain project (Hbp) e The Brain initiative rispettivamente – che dovrebbero portare il primo alla simulazione elettronica di un cervello umano e il secondo alla mappatura completa del nostro cervello. Dovrebbero.

I primi a partire questa volta sono stati gli europei, con uno progetto finanziato lo scorso gennaio, dalla Commissione Europea, all’interno del programma Future and emerging technology (Fet), con un miliardo di euro . Entro il 2023 Henry Makram dell’École Polytechnique Fédérale (Epfl) di Losanna, a capo del progetto, dovrebbe riuscire a mettere insieme tutti i dati raccolti dagli 87 centri coinvolti in Europa per arrivare a simulare l’attività del cervello umano. Niente intelligenza artificiale però, lo scopo è “solo” quello di capire come funziona questa straordinaria macchina per individuare poi l’origine delle malattie neurologiche – e magari trovare una cura – e usarlo come tester per i farmaci, per saltare o ridurre le fasi di sperimentazione. «Il “progetto cervello umano” cerca di usare le tecnologie informatiche per creare una grande simulazione delle funzioni complesse del cervello: tramite database e software saranno incrociati i dati delle diverse ricerche condotte in tutta europa, uniti in un unica banca-dati collegata» Riassume in breve Stefano Canali, neuroscienziato della Scuola Superiore di Studi Avanzati (Sissa) di Treste, dove si occupa di neuroetica.

«Per decenni abbiamo studiato il funzionamento del singolo neurone o circuito neuronale – continua Canali – ora quello che Makram vuole ottenere con il progetto cervello umano è capire come funzionano tutti i neuroni e circuiti neuronali nell’insieme. Per poi capire come il cervello si ammala e come si può curare». Ogni centro coinvolto nel progetto quindi produrrà un tassello del puzzle che inserito nel complesso dovrebbe simulare interamente l’attività del cervello umano. In Italia per esempio i centri coinvolti sono sei: l’Istituto di fisiologia generale dell’Università di Pavia, dove studieranno come comunicano le cellule del cervelletto; l’istituto di biofisica del Cnr di Palermo che simulerà il circuito visivo, olfattivo, mnemonico. Il Cineca di Bologna, dove verranno smaltiti e gestiti i dati provenienti dagli studi; Il Lens (Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare) dell’università di Firenze che si occuperà di “fotografare” fettina per fettina il cervello umano per costruire una mappa in 3D; il Centro italiano per l’Alzheimer dell’Irccs Fatebenefratelli di Brescia che fornirà i dati sui danni delle patologie neurologiche; e infine il Politecnico di Torino, che coordinerà i centri italiani.

Questa l’idea che Henry Makram insegue già dal 2005, quando il progetto si chiamava Blue Brain ed era svolto in collaborazione con l’Ibm. Progetto che arrivò a simulare l’attività neuronale di una colonna neocorticale di ratto, composta da circa 10000 neuroni. Il cervello umano ha però mediamente «cento miliardi di cellule nervose e ognuna di questa si collega almeno a 80mila neuroni: si arriva a una cifra davvero mostruosa» commenta il neuroscienziato della Sissa. «Il numero dei contatti possibile supera il numero di tutti i corpi celesti stimati presenti nell’universo». Un’impresa non semplice che non è detto gli scienziati riusciranno a portare a termine entro il 2023. Sempre che poi il tutto funzioni.

«L’idea poi è controversa perché il cervello simulato è standard mentre l’origine delle malattie è legata anche a fattori genetici e alla storia del singolo individuo che può spiegare perché quel cervello si è ammalato» spiega a Linkiesta Canali. «È difficile capire perché un individuo si ammali, anche considerando tutti i meccanismi funzionali del cervello e tutti i meccanismi patogenetici che sono alla base della malattia, perché ogni storia personale ha un peso nell’insorgere della malattia, e questo non è simulabile al computer. Soprattutto per le malattie psichiatriche. È già difficile per quelle somatiche figuriamoci per queste che sono descrizioni di condizioni di valore, cioè non sono condizioni patologiche per cui ci sono sintomi chiari correlati a meccanismi eziologici o patologici, ma sono giudizi che si danno su certi tipi di comportamento che vengono considerati inopportuni, disfunzionali, inappropriati. Come l’omosessualità che fino alla fine degli anni ’60 era una malattia ma ora non lo è più, o l’isteria, poi scomparsa». Ma quello di Stefano canali non è scetticismo come potrebbe sembrare: «Con i fondi che hanno a disposizione per questo progetto, certamente qualcosa di positivo verrà fuori e porterà a novità nel campo delle neuroscienze, anche se non varrà raggiunto l’obiettivo principale. Inoltre credo che il 3% dei fondi siano destinati proprio alla riflessione filosofica-etica su cosa sia una malattia psichiatrica».

L’altro progetto invece – quello americano – The Brain initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) intende investire e sviluppare nuove tecnologie per mappare l’attività dei miliardi di neuroni che lavorano nel nostro cervello. Per capire come riescano a produrre pensieri, emozioni, movimento e memoria. L’iniziativa Brain è stata annunciata da Obama già a febbraio di quest’anno e il 2 aprile presentata al Congresso: 100 milioni di dollari provenienti dai fondi federali per raggiungere l’obiettivo in dieci anni, coinvolgendo strutture pubbliche e private. Il finanziamento fa parte del bilancio dell’anno fiscale presidenziale 2014 e richiede l’approvazione del Congresso. Difficile però che il piano non venga approvato, per l’America ci sarebbe il rischio di rimare indietro in un settore di punta della ricerca scientifica, in cui l’Europa sta già investendo. Il pericolo è anche che ci sia una fuga dei ricercatori dal Nuovo al Vecchio continente.

In attesa che il Congresso si esprima in merito, il 20 agosto la commissione sulla bioetica americana, ha tenuto un congresso a Filadelfia per stabilire una serie di standard etici che guidino il progetto Brain. I principali problemi sorti sinora riguardano l’uso responsabile di dispositivi che in qualche modo possono alterare la mente; la protezione dei dati personali neuronali; la previsione delle malattie neurodegenerative non trattabili; e l’uso delle neuroscienze in Tribunale come strumento per attribuire responsabilità penale. «Con questi problemi però ci siamo scontrati già prima che partissero i due progetti – precisa Canali – sono problematiche che hanno a che fare con il progresso delle neuroscienze in se, e questo progetto non farà altro che amplificarle».

«Un esempio sono le tecnologie, oggi già disponibili, in grado di modulare gli stati dell’umore o di manipolare la memoria, sia farmacologiche che elettriche» conclude il ricercatore della Sissa. «È chiaro che tutte le tecnologie che modificano la percezione del se o alterano la personalità pongono dei problemi etici. D’altra parte se queste possono portare a un miglioramento della salute e servono ad alleviare la sofferenza delle persone – come nei soldati che soffrono di disturbo post traumatico da stress – è giusto che vengano sviluppati. Starà poi al legislatore o all’opinione pubblica giudicare come devono essere usati o mettere in piedi dispositivi regolatori per stabilirne un uso appropriato. Per questo è molto importante che la società sia cosciente degli sviluppi delle neuroscienze – nei suoi pericoli e potenzialità – e che in qualche modo partecipi al dibattito pubblico che si verrà a creare. Saranno l’opinione pubblica, i portatori di interesse e i legislatori a mettere a punto regole e discipline che facciano correre meno rischi possibile». 

Twitter: @cristinatogna

In collaborazione con RBS-Ricerca Biomedica e Salute

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