Prima di procedere
Nel panorama scientifico contemporaneo, una rivoluzione silenziosa sta prendendo forma nei laboratori di tutto il mondo: la biocomputazione. Un team di ricercatori svizzeri, guidato dalla start-up FinalSpark, ha intrapreso un progetto ambizioso e pionieristico: integrare neuroni umani all'interno di un computer. L'iniziativa, che ha già attirato l'attenzione di dieci atenei internazionali, mira a sfruttare la potenza biologica del cervello per creare una nuova generazione di processori, superando i limiti dell'attuale tecnologia basata sul silicio.
L'approccio di FinalSpark è radicale: invece di imitare il funzionamento del cervello attraverso algoritmi complessi, i ricercatori utilizzano direttamente la materia cerebrale. A partire da cellule della pelle riprogrammate, vengono creati organoidi cerebrali, minuscole strutture tridimensionali che simulano in vitro l'organizzazione e la funzione dei neuroni. Ogni organoide, delle dimensioni del cervello di un moscerino, contiene circa 10.000 neuroni, un numero esiguo rispetto ai miliardi presenti nel cervello umano, ma sufficiente per rispondere a stimoli elettrici e mostrare forme rudimentali di apprendimento.
Il processo di integrazione prevede il mantenimento in vita degli organoidi in soluzioni nutritive e il loro collegamento a elettrodi, che fungono da interfaccia tra i neuroni e il computer. Quando un impulso elettrico viene inviato, i neuroni rispondono con variazioni di attività, generando un segnale biologico interpretabile come un bit di informazione (“1” o “0”). Sorprendentemente, i ricercatori hanno osservato una forma primitiva di apprendimento: stimolando ripetutamente i neuroni e "ricompensandoli" con dopamina, un neurotrasmettitore associato al piacere, essi tendono a ripetere il comportamento che ha prodotto la ricompensa. Questo risultato apre la strada alla possibilità di addestrare un processore vivente, capace di apprendere in modo simile a una rete neurale artificiale, ma con un consumo energetico drasticamente inferiore.
Secondo Fred Jordan, co-fondatore di FinalSpark, i neuroni biologici sono fino a un milione di volte più efficienti dei chip in silicio. La biocomputazione, quindi, potrebbe rappresentare una soluzione sostenibile per affrontare la crescente domanda di potenza di calcolo, limitando l'impatto ambientale dei data center e dei dispositivi elettronici. Tuttavia, la strada verso un computer biologico pienamente funzionante è ancora lunga. Gli organoidi cerebrali presentano sfide significative: non possiedono vasi sanguigni, hanno una durata limitata (circa quattro mesi) e non possono essere riavviati una volta "spenti". Inoltre, prima della fine del loro ciclo vitale, spesso rilasciano un improvviso picco di attività, un fenomeno interpretato dai ricercatori come un "ultimo segnale".
Nonostante queste limitazioni, l'interesse accademico per la biocomputazione è in forte crescita. Dieci università in tutto il mondo collaborano con FinalSpark per studiare il funzionamento di questi bioprocessori, mentre un flusso video in diretta sul sito web dell'azienda mostra l'attività dei neuroni in tempo reale. Esperimenti simili sono in corso anche in Australia, dove Cortical Labs è riuscita ad addestrare cellule nervose a giocare al videogioco Pong, e alla Johns Hopkins University, che utilizza organoidi cerebrali per comprendere meglio malattie come l'Alzheimer e l'autismo.
Le potenziali applicazioni della biocomputazione sono vastissime e vanno ben oltre la semplice sostituzione dei chip tradizionali. Questa tecnologia potrebbe offrire un nuovo modo per esplorare il cervello umano, simulandone i meccanismi in condizioni controllate e aprendo nuove prospettive per la ricerca neurologica e psichiatrica. Tuttavia, gli esperti sottolineano che gli organoidi cerebrali non sono cervelli coscienti: non hanno sensazioni né consapevolezza. Per questo motivo, FinalSpark collabora con bioeticisti per garantire che la ricerca si svolga entro limiti morali chiari e rigorosi, prevenendo qualsiasi rischio di strumentalizzazione o abuso. Il futuro della biocomputazione si preannuncia ricco di promesse, ma anche di sfide etiche e scientifiche che dovranno essere affrontate con responsabilità e lungimiranza.
