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Nelle lumache di mare, lo scopo è verificare il legame tra i circuiti cerebrali e il comportamento

Primo “trapianto” di connessioni nel cervello di una lumaca di mare, per farle diventare uguali a quelle di un’altra specie: lo scopo è verificare il legame tra i circuiti cerebrali e il comportamento. Ricercatori della Georgia State University, infatti, hanno scoperto che le due specie esaminate hanno connessioni neurali molto diverse, nonostante abbiamo gli stessi neuroni e lo stesso modo di nuotare. I risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Current Biology, sono importanti per due motivi: mostrano che l’evoluzione può conservare lo stesso comportamento anche se cambia la struttura cerebrale, e che gli stessi neuroni, in specie diverse, possono avere funzioni diverse.
I ricercatori, guidati da Akira Sakurai e Paul Katz, hanno studiato il cervello di due specie di lumache di mare, Dendronotus iris e Melibe leonina, che hanno grandi neuroni e circuiti semplici. Hanno bloccato le connessioni tra neuroni della prima specie usando il curaro, un veleno paralizzante usato da indigeni del Sud America sulla punta delle loro frecce, che ha impedito al cervello di produrre lo schema di impulsi che normalmente fa nuotare l’animale.
Poi i ricercatori hanno inserito degli elettrodi nei neuroni per creare delle connessioni artificiali uguali a quelle dell’altra specie di lumaca di mare. Il cervello ha funzionato normalmente, producendo gli impulsi ritmati che consentono il nuoto, dimostrando che queste due specie hanno lo stesso modo di nuotare anche se usano meccanismi cerebrali molto diversi. Lo studio indica anche che bisogna fare attenzione a non dare per scontato che due specie con stessi neuroni e uguale comportamento condividano anche lo stesso tipo di connessioni cerebrali.

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Si apre la strada ai computer che imitano il cervello

Non e’ piu’ solo un sogno la realizzazione di un computer che imita il cervello umano. Gli ingegneri guidati da Joshua Yang e Qiangfei Xia, dell’Universita’ del Massachusetts Amherst, sono riusciti a replicare per la prima volta le connessioni tra i neuroni (sinapsi) in un nanocircuito. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Nature Materials, apre la strada a computer molto piu’ potenti, in grado di elaborare piu’ dati e di fare operazioni complesse.

Oltre i circuiti integrati
Per farlo, i ricercatori hanno usato un memristore, cioe’ un interruttore che cambia la resistenza in base alle correnti elettriche applicate. Si tratta di dispositivi che possono immagazzinare ed elaborare informazioni, o svolgere operazioni che vanno oltre quelle dei convenzionali circuiti integrati. ”In sostanza – precisa Michele Muccini, direttore dell’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) – hanno riprodotto il meccanismo di base delle sinapsi in un sistema non organico, con degli atomi d’argento, copiando l’architettura del cervello”. 

Verso i computer neuromorfici

Cio’ significa, ha aggiunto, che si puo’ ”usare il movimento degli atomi per far eseguire loro delle funzioni controllate”. Si apre cosi’ la strada ad una ”nuova idea di computer, detti neuromorfici, basata sul funzionamento del cervello – conclude – e in grado di elaborare e fare calcoli molto piu’ potenti di quelli attuali, di adattarsi meglio alle situazioni inaspettate ed eseguire operazioni piu’ complesse”.