Vicini al "cervello ibrido", creata la prima rete neuronale "mista"

Per la prima volta creata in vitro una rete ibrida elementare di tre neuroni, uno biologico e due artificiali, collegati in una rete tramite connessioni memristive ispirate alle sinapsi. È il primo step del progetto Synch, coordinato da Stefano Vassanelli del Dipartimento di Scienze Biomediche dell'Università di Padova. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Scientific Reports.

Lo scopo di Synch è di realizzare una connessione tra una rete di neuroni artificiali e una rete di neuroni cerebrali tramite elementi di dimensioni nanometriche, i memristori, che emulano le sinapsi. 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.

Realizzando una comunicazione ispirata alle sinapsi tra neuroni artificiali e cerebrali, l'obiettivo del progetto Synch è dimostrare che reti neuronali artificiali possono essere utilizzate in vivo come neuroprotesi capaci di sostituire reti neuronali cerebrali danneggiate o assisterle nel recupero funzionale.

La visione di fondo è che questa nuova tecnologia possa trovare in futuro applicazione nel trattamento di patologie neurologiche come il Parkinson, l'ictus, o le lesioni spinali. "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. Abbiamo creato per la prima volta - dice Vassanelli - una rete ibrida elementare dove tre neuroni, uno biologico e due artificiali, sono stati collegati in una rete tramite connessioni memristive ispirate alle sinapsi. Altro aspetto da sottolineare è che i neuroni sono stati messi in comunicazione via Internet: i neuroni cerebrali situati a Padova, i neuroni artificiali a Zurigo e i memristori a Southampton. È una sorta di cervello elementare distribuito in diverse Nazioni, questa soluzione rappresenta un'innovativa modalità di collaborazione e di sperimentazione tra gruppi europei e di discipline molto diverse come le neuroscienze, le scienze computazionali e la micro e nanoelettronica".

Il progetto Synch è finanziato dalla Commissione Europea tramite il programma Future and Emerging Technologies, ora European Innovation Council.