Al lavoro per creare un cervello bionico e curare amnesie ed epilessia: il progetto dell'Università di Trento

TRENTO. Sviluppare in cinque anni un cervello bionico. È questo l'obiettivo di "Backup", il progetto interdisciplinare del Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento, finanziato con 2,5 milioni di euro dal Consiglio europeo della ricerca. L'obiettivo: creare un sistema ibrido elettronico-fotonico-biologico per ricostruire l'attività di elaborazione e immagazzinamento dati del cervello e offrire soluzioni nuove a problemi neurologici.

Il progetto è coordinato dal professor Lorenzo Pavesi e prevede lo sviluppo di un cervello bionico nel quale i neuroni comunicano attraverso segnali luminosi con circuiti ottici ed elettronici. La prospettiva è appunto quella di riuscire a trovare nuove soluzioni a problemi quali amnesia ed epilessia.

L'attività di ricerca, finanziata tramite gli "Erc-Advanced grants" dedicati ad attività scientifiche innovative, è stata pianificata nelle scorse settimane. Dopo le assunzioni del personale necessario, il lavoro sperimentale è già partito. Oggi, al Polo Ferrari 1 a Povo, il lancio di "Backup" davanti alla comunità universitaria e alla presenza del rettore Paolo Collini e dei direttori dei dipartimenti e dei centri coinvolti (Giulio Monaco per il Dipartimento di Fisica, Nicu Sebe per il Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell'informazione, Alessandro Quattrone per il Cibio, Carlo Miniussi per il Cimec).

L'incontro, seguito dagli incontri operativi dei gruppi di lavoro, è stata l'occasione per fare il punto degli obiettivi. "Unveiling the relationship between brain connectivity and function by integrated photonics": questo il titolo completo del progetto "Backup" che mira a svelare la relazione tra connettività cerebrale e funzione mediante la fonica integrata.

Si punta in sostanza a costruire un sistema ibrido elettronico-fotonico-biologico, un chip in grado di emulare il modo in cui il cervello elabora e memorizza l'informazione per realizzare computer neuromorfici, che si ispirino al cervello e riescano a modificare le connessioni sulla base delle esperienze.

"L'obiettivo - spiega Pavesi - è realizzare un sistema ibrido che sia in grado di sostituirsi alle funzioni cognitive del cervello attraverso l'uso di reti artificiali. Lavoreremo "in vitro", cioè su modelli che si realizzano in laboratorio, con un gruppo di ricerca tutto interno all'Università di Trento. Un primo passo sarà effettuare esperimenti nei quali si faranno interagire circuiti fotonici con tessuti neuronali. In questo modo si realizzeranno reti neurali artificiali dove le varie piattaforme (fotoniche, elettroniche e biologiche) verranno integrate per ottimizzare le loro prestazioni. Questo progetto ha un contenuto altamente interdisciplinare".

"In questo progetto - prosegue sempre Pavesi, entrando nelle caratteristiche specifiche del progetto - tratteremo la questione fondamentale di quale sia il ruolo dell'attività e della plasticità dei neuroni nell'elaborazione e memorizzazione delle informazioni nel cervello. Svilupperemo una piattaforma di calcolo ibrida: circuiti fotonici integrati saranno interfacciati sia a circuiti elettronici, sia a circuiti di neuroni biologici per emulare le funzioni cerebrali e sviluppare architetture in grado di riprodurre i processi cognitivi neuronali".

«La visione a lungo termine - conclude infine il professore - è che le reti fotoniche neuromorfiche ibride, tra le varie cose, chiariranno il modo in cui il cervello pensa e controlleranno e integreranno specifiche funzioni neuronali offrendo quindi soluzioni nuove a una serie di problemi neurologici».