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Il computer ai neuroni di sanguisuga

25 Ottobre 1999

Il computer ai neuroni di sanguisuga

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Al Georgia Institute of Technology stanno sperimentando un computer senza microprocessore e senza memoria Ram. I calcoli vengono effettuati da alcuni neuroni di sanguisuga interconnessi. I nuovi scenari del computer biologico.

L’idea di un elaboratore elettronico composto da materiale organico continua a farsi strada. Il progetto più interessante è certamente quello guidato dal professor Bill Ditto del Georgia Institute of Technology, che recentemente ha messo a punto un computer a base di neuroni di sanguisuga. Ogni singolo neurone viene stimolato elettricamente e rappresenta una cifra. Collegando le cellule nervose tra di loro, i ricercatori sono riusciti a ottenere risposte precise a calcoli semplici. Per il momento il computer ai neuroni di sanguisuga è solo in grado di effettuare delle somme, ma si tratta, innegabilmente, di un risultato incoraggiante.

Il lavoro dell’Applied Chaos Laboratory guidato da Bill Ditto non è, in effetti, che all’inizio. I ricercatori sono convinti di poter arrivare quanto prima a impiantare delle cellule nervose su un supporto di silicio e adattare il tutto all’interno di un PC.

Le cellule sono in grado di connettersi tra di loro per risolvere anche problemi complessi, mentre i circuiti di un computer sono solo in grado di effettuare le operazioni per le quali sono stati programmati. Il dispositivo messo a punto dai ricercatori della Georgia ha, in un qualche senso, la capacità di “pensare da solo”, di funzionare in un modo molto simile ad un cervello.

La maggior elasticità di “ragionamento” del computer biologico dovrebbe risultare particolarmente efficace nelle applicazioni per il riconoscimento dei caratteri e nella lettura della scrittura manuale. Operazioni che, come dice il professor Ditto, sono molto semplici per un essere umano, ma di grande difficoltà per un computer tradizionale.

Le prospettive di sviluppo futuro di questa tecnologia, che integra risorse inanimate con cellule viventi, al di là dell’inquietudine che può suscitare, sono straordinarie e delineano scenari fino ad oggi inimmaginabili, popolati da computer in grado di risolvere situazione complesse senza aver ricevuto istruzioni specifiche al riguardo. Anche se, per il momento, l’équipe del professor Ditto deve ancora insegnare al computer biologico a fare le moltiplicazioni!

Quasi tutti gli animali sono dotati di neuroni. L’uomo ne possiede milioni, mentre la sanguisuga un numero esiguo. A prescindere dalla loro quantità, i neuroni si comportano sempre allo stesso modo e sono l’unità fondamentale che il cervello usa per risolvere problemi. Nell’esperimento del professor Ditto, i neuroni di sanguisuga sono stati collegati ad un computer e quindi stimolati con degli elettrodi per indurli a comunicare tra di loro. Il computer ha il compito di rendere visibili le “risposte” prodotte dalle cellule nervose. «Fino ad ora – dice il Bill Ditto – gli scienziati hanno cercato solo di aumentare la potenza di calcolo. Questo ha reso i computer sempre più veloci, ma non più intelligenti. Il cervello, in effetti, non dice: sono inadeguato, allora cercherò di fare le cose più velocemente».

Parallelamente alle ricerche condotte presso il Georgia Institute of Technology, uno scienziato israeliano, il professor Ehud Shapiro, ha messo a punto il prototipo di un computer che potrebbe essere grande come una cellula. Presentato al quinto meeting internazionale sui DNA-Based Computer, che si è tenuto preso il Massachusetts Institute of Technology di Boston, il dispositivo funziona con la stessa logica delle molecole all’interno delle cellule viventi. Se gli scienziati saranno in grado di realizzarli, apparati come quello progettato dal professor Shapiro potrebbero essere impiantati nel nostro corpo e controllare le funzioni biologiche e la regolarità di funzionamento degli organi interni. Potrebbero, ad esempio, essere in grado di rilevare valori anomali nella circolazione sanguigna e intervenire direttamente con la somministrazione di farmaci. Un’applicazione di grande utilità nel caso di malattie croniche o di persone a rischio.

Per il momento il computer del professor Shapiro è solo un modello, ma se in futuro sarà possibile utilizzare materiale biologico per costruirlo – e da questo punto di vista il lavoro dei ricercatori dell’università della Georgia risulterebbero di grande utilità – avrà le dimensioni di un 25 milionesimo di millimetro, abbastanza piccolo per essere installato ovunque. Anche all’interno del nostro corpo.

Il sito Internet dell’Applied Chaos Laboratory: http://www.physics.gatech.edu/chaos/

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