Scienza e Medicina

Neuroni biologici e artificiali connessi per la prima volta

4 marzo 2020 | Scritto da La redazione

Un enorme passo in avanti per il futuro delle interfacce uomo-macchina

“Abbiamo creato per la prima volta una rete ibrida elementare dove tre neuroni, uno biologico e due artificiali, sono stati collegati in una rete tramite connessioni memristive ispirate alle sinapsi”. Con queste parole Stefano Vassanelli del Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova commenta i risultati ottenuti dalla ricerca di caratura internazionale da lui coordinata e da poco pubblicata su “Nature Scientific Reports”. Un primato eccezionale che fa passi in avanti verso tecnologie che in futuro potranno trovare applicazione nel trattamento di patologie neurologiche come il Parkinson, l’ictus e le lesioni spinali.

 

Il progetto si chiama SYNCH e ha visto la creazione di una connessione fra un neurone naturale e due artificiali tramite un sottilissimo elemento di dimensioni nanometriche chiamato memristivo, praticamente delle sinapsi artificiali. Nel cervello le sinapsi connettono i neuroni tra loro formando le reti neuronali cerebrali dove svolgono il duplice compito di trasmettere gli impulsi nervosi tra neuroni e di elaborarli.

«In un modello in vitro, abbiamo dimostrato come neuroni artificiali su chip e neuroni cerebrali possono essere connessi tramite memristori che emulano una proprietà fondamentale delle sinapsi: la plasticità”, ovvero la capacità del sistema nervoso di creare, cancellare o modificare l’intensità delle relazioni fra sinapsi. Questa proprietà permette al sistema nervoso di modificare la sua struttura e la sua funzionalità in modo più o meno duraturo.

 

Cervelli in rete. Una delle caratteristiche fondamentali di questa ricerca è che i neuroni sono stati messi in comunicazione via internet: i neuroni cerebrali si trovavano a Padova, i neuroni artificiali a Zurigo e i memristori a Southampton, risultando in un incrocio di discipline molto diverse come le neuroscienze, le scienze computazionali e la micro e nanoelettronica.

Questo è solo un primo passo e sarà necessario creare reti sempre più complesse e resistenti prima di poter trovare un’applicazione di questa tecnologia, che potrà essere usata nel trattamento di malattie legate alla sfera neuromotoria ma anche per la creazione e lo sviluppo di sistemi di interazione fra uomo e macchine.

La redazione
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