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Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare. - Science Forums Biology Forum Molecular Biology Forum Physics Chemistry Forum

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Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare.

Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare. - Forum Biologia

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  #1  
Old 11-29-2003, 11:40 AM
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Default Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare.



L'ESPRESSO

Metti un chip nel cervello

Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità
di imparare. Con un rischio: che cambino la nostra etica

Computer attivati con il pensiero, cervelli direttamente collegati alle
macchine che devono comandare, superuomini dotati di memoria eccezionale e
capaci di reazioni rapidissime. Sembra fantascienza, invece è quasi realtà:
almeno è quello che sperano i ricercatori che lavorano per Darpa - acronimo
per Defense Advanced Research Projects Agency - l'agenzia di ricerche
finanziata dal Pentagono che ha la missione di mantenere la superiorità
tecnologica della macchina bellica americana, ma è anche disposta ad
investire nella ricerca di base. Ed ha appena avviato un ambizioso
programma, il Brain Machine Interface, con uno stanziamento di quasi 24
milioni di dollari. Mettendo in moto i migliori laboratori del paese per
sviluppare tecnologie in grado di far inteargire macchine e cervelli, per
ora solo animali, in attesa di poter dotare i propri soldati di strumenti in
grado di renderli ciberneticamente superumani.
Ma gli americani non sono i soli a lavorare in questo settore. L'Unione
Europea ha investito cifre analoghe nell'ambio dei FET (Future and Emergent
Technologies), a cavallo tra il quinto e il sesto programma quadro di
finanziamento alla ricerca. "Proprio poche settimane fa ad Alicante si sono
riuniti i rappresentanti di una decina di gruppi di ricerca europei di
neuroingegneria", spiega Pietro Morasso, responsabile del corso di laurea
specialistica in bioingegneria attivato da due anni a Genova, che prevede
proprio una specializzazione in neurongegneria: "Dato che ogni gruppo
comprende cinque o sei università, la comunità scientifica che ne emerge è
paragonabile a quella americana. Quanto all'Italia, meglio non parlarne: su
queste tematiche si spende poco, e gli scarsi finanziamenti arrivano con
ritardi epocali".

I 24 milioni di dollari stanziati dal Darpa non sono neanche il 20 % dei
fondi previsti per la ricerca di base. Ma sono arrivati subito a
destinazione, e si sono già visti risultati interessanti. Come il "roborat"
realizzato dal bioingegnere Sanjiv Talwar della State University di New
York: un topo in grado di ricevere istruzioni attraverso tre elettrodi
impiantati nel cervello attraverso i quali è possibile comunicargli
direttamente la direzione da prendere e perfino il percorso da seguire per
uscire da un labirinto.

"La vera rivoluzione è l'ingresso dell'ingegneria nel campo delle funzioni
cognitive, sensoriali e motorie", spiega Vincenzo Tagliasco, docente di
bioingegneria all'Università di Genova. "Adesso il termine neuroingegneria è
usato genericamente per definire vari tipi di protesi. Ma l'ingegneria
neurale è nata con il tentativo di inserire neuroni vivi nei calcolatori. E
il problema centrale resta proprio l'interfaccia tra il neurone e il
supporto di silicio. Da cui nascono tutte le potenziali ricadute, militari
ma anche civili: molte delle ipotesi più interessanti per venire incontro
alle esigenze dei disabili derivano proprio da applicazioni nate in ambito
militare".

Gli apparecchi voluti da Darpa per creare superuomini, insomma, sono gli
stessi che in futuro potrebbero restituire la speranza ai pazienti
tetraplegici o affetti da malattie neurologiche: "L'idea di elettrodi
impiantati nel cervello può fare impressione, ma è il metodo normalmente
usato dall'elettrofisiologia", spiega Morasso, "La novità consiste nel fatto
che oggi si riesce ad impiantarne decine, che nel prossimo futuro
diventeranno centinaia, per avere informazioni più dettagliate sull'attività
cerebrale, una sorta di analogo elettrico del brain imaging". Con la
risonanza magnetica ad esempio si possono avere splendide immagini dell'
interno del cervello, ma si perde l'informazione temporale. Che si cattura
con l'elettroencefalografia, che però non dà quella spaziale. "Con le
matrici di elettrodi si potrà avere l'uno e l'altro", spiega Morasso, "E
anche modificare l'attività dei neuroni attraverso un'opportuna
stimolazione". Qualche esempio? "Il Deep brain stimulator, una specie di
pacemaker cerebrale che si utilizza nella malattia di Parkinson, e funziona
impiantando un elettrodo nell'area del cervello che risente della carenza di
dopamina per ridurre il tremore". Ma anche neuroprotesi come gli impianti
cocleari che si applicano in caso di sordità profonda, trasformando i rumori
in segnali elettrici che arrivano direttamente al cervello. "Si sta cercando
di fare qualcosa del genere anche per chi soffre di degenerazione maculare,
creando impianti retinici che dovrebbero funzionare con un casco e una
telecamera, per inviare le informazioni al nervo ottico, o secondo alcuni
progetti particolarmente audaci, direttamente alla corteccia cerebrale",
spiega Morasso: "Ma si tratta di un problema molto più complesso rispetto a
quello dell'impianto cocleare, e i problemi da risolvere sono ancora molti".

Oggi i migliori neuroingegneri si dividono i compiti per capire il rapporto
tra l'attivazione dei diversi neuroni e le funzioni cognitive o motorie. Un
lavoro gigantesco che è l'inevitabile premessa ai progetti più ambiziosi.
Miguel Nicolelis della Duke University sta lavorando sul movimento: gli
elettrodi impiantati nel cervello di una scimmietta dovrebbero servire a
decodificare i comandi motori, e in prospettiva a realizzare protesi
azionabili con il pensiero. "Ma si tratta di un percorso lungo e complesso:
anche dietro ad un movimento semplice come quello di allungare un braccio ci
sono moltissime informazioni che devono essere codificate e decodificate",
spiega Morasso. C'è poi chi come Tomaso Poggio del Massachusetts Institute
of Technology studia la percezione visiva, mentre Jon Kaas della Vanderbilt
University di Nashville sta lavorando con i macachi per cercare di decifrare
i codici utilizzati dalla corteccia uditiva. Con l'obiettivo di inviare agli
animali stimoli che possano essere percepiti come suoni reali. "Stiamo tutti
lavorando per risolvere due problemi fondamentali: quello della
codifica/decodifica dei messaggi e quello dell'apprendimento", spiega
Morasso, che collabora a Genova al progetto europeo Neurobit, coordinato da
Sergio Martinoia che insieme a Morasso promuove anche una scuola annuale di
neuroingegneria.

"Come dire che siamo ancora all'ABC, e con moltissimi problemi da risolvere
che richiedono un importante sforzo interdisciplinare". Non ultimo, quello
della reazione fisiologica dell'organismo che tratta gli elettrodi
impiantati come corpi estranei compromettendo l'esito della raccolta e
trasmissione dati. I risultati promessi dagli scienziati americani ai
finanziatori del Pentagono sembrano dunque ancora lontani. E forse non è un
caso che le prime applicazioni stiano arrivando dai progetti meno invasivi.
Già oggi è possibile "addestrare" un computer a riconoscere i segnali emessi
dal cervello di chi lo deve utilizzare, in una specie di biofeedback guidato
che può consentire ad un tetraplegico, con un allenamento adeguato, di
utilizzarne alcune funzioni. Come la sedia a rotelle cui stanno lavorando i
ricercatori dell'IDIAP di Martigny, del Politecnico di Losanna e del Centro
di Ingegneria Biomedica di Barcellona, ancora in fase sperimentale, che una
volta a regime dovrebbe essere comandabile attraverso un casco che trasmette
i messaggi direttamente emessi dal cervello del paziente.

C'è anche chi ha seguito una strada diversa, come i ricercatori che in tutto
il mondo studiano le applicazioni della stimolazione magnetica transcranica.
Una tecnica nata nel 1985 al Royal Hospital di Sheffield, in Inghilterra,
che si basa sull'applicazione di campi magnetici potenti e di breve durata
in grado di alterare temporaneamente alcune funzioni cognitive.
Apparentemente si tratta dì uno strumento di studio - che ha già contribuito
a chiarire l'attività delle diverse aree cerebrali durante alcuni processi
cognitivi - o al più di un divertissement per ricercatori curiosi in grado
di regalare a chiunque il brivido di acquisire - o perdere - in pochi
secondi, e per tempi relativamente brevi, competenze linguistiche. O più
semplicemente di scoprirsi improvvisamente disegnatori provetti. "Ma oggi
sappiamo che gli effetti di questo strumento possono protrarsi nel tempo, e
così le modifiche funzionali ottenute stimolando o inibendo l'attività di
una determinata area cerebrale", spiega Massimiliano Olivieri, neurologo
specializzato negli Stati Uniti e oggi impegnato tra l'Università di Palermo
e l'IRCCS Santa Lucia di Roma. "Il che significa che possiamo usarlo, ad
esempio, in soggetti colpiti da ictus all'emisfero cerebrale destro che
soffrono di un disturbo di percezione dello spazio sinistro, per migliorare
il loro deficit riequilibrando l'attività dei due emisferi. E che, cosa
ancora più importante, applicando la stimolazione a giorni alterni per due
settimane si ottiene un miglioramento costante della prestazione accelerando
il recupero del deficit". Poco invasiva e fino ad oggi relativamente priva
di controindicazioni - la devono evitare solo gli epilettici e i portatori
di pacemaker e altri impianti metallici - la stimolazione sembra in
prospettiva uno strumento terapeutico importante. Adesso si sta lavorando
sulle funzioni spaziali e linguistiche. Ma fino a che punto ci si potrà
spingere? "I militari che vorrebbero usarla per accelerare i tempi di
reazione sembrano destinati ad essere delusi, dato che questa forma di
stimolazione migliora sì la velocità delle risposte, ma a scapito dell'
accuratezza. Però, almeno in teoria, la si potrebbe usare per accentuare o
attenuare caratteristiche o atteggiamenti morali", ammette Olivieri.
"Sappiamo già che lesioni cerebrali del lobo frontale possono cambiare
radicalmente il carattere di una persona". Il problema per ora sembra essere
solo teorico, visto che strumenti economici ed efficaci per rimuovere le
inibizioni sono già disponibili.

A preoccuparsi dei risvolti morali sono soprattutto gli americani che hanno
coniato il termine"neuroetica" per definire i problemi posti dalle nuove
ricerche. "Per ora la possibilità di trovarci di fronte a degli
uomini-cyborg dotati di poteri eccezionali ci sembra fantascienza, ma non
dimentichiamo che fino a qualche decennio fa ci sembrava tale anche la
fecondazione artificiale, o i viaggi nello spazio", sottolinea Marta Farah,
direttore del centro di neuroscienze cognitive alla University of
Pennsylvania. E sono in molti a chiedersi se gli scienziati americani che
accettano i fondi del dipartimento della difesa non stiano mettendo in gioco
la loro integrità professionale: "I ricercatori dovrebbero prestare più
attenzione agli obiettivi di chi finanzia le loro ricerche", avverte in un
recente editoriale la rivista Nature.

"Le interfacce basate su segnali raccolti all'esterno del corpo sono meno
efficaci ma sicuramente pongono meno problemi etici", spiega Morasso, "Ma la
neuroingegneria può percorrere anche un'altra strada, utilizzando non un
sistema nervoso già formato, ma una coltura di neuroni, che viene fatta
crescere in un ambiente in cui sono presenti delle matrici di elettrodi,
ottenendo così una rete neurale". A Genova si sta lavorando sul progetto
Neurobit, finanziato dall'Unione Europea, con cellule prese da embrioni di
ratti: "lavoriamo con popolazioni di qualche decina di migliaia di neuroni,
una gelatina a mala pena visibile nell'incubatore, un'inezia se paragonata
al cervello umano che di neuroni ne ha diecimila miliardi. Ma sufficiente
per studiare i meccanismi fondamentali che sono alla base dell'apprendimento
sensomotorio: in questo modo siamo riusciti a far interagire il "cervello in
provetta" con un piccolo robot in grado di muoversi e raccogliere
informazioni dall'ambiente esterno. Il robot manda al cervellino
informazioni captate dall'ambiente e lui risponde trasmettendo comandi ai
motori del robot". Una rivoluzione dietro l'angolo? "Ci vorrà del tempo, ma
tra dieci anni possiamo aspettarci risultati importanti", conclude Morasso.
Forse, nel frattempo i "neuroetici" avranno trovato una risposta per le
nostre paure.

[Only registered users see links. ]
ry=4803&idContent=317165



--
saluti

<Gigi>

i raeliani nel sito [Only registered users see links. ]
la prima società di clonazione umana nel sito [Only registered users see links. ]


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  #2  
Old 11-29-2003, 12:21 PM
Max V.
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Default Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare.


bello! :-)
Così posso giocare a Formula Uno Grand Prix 4 senza dovere essere
davanti al monitor!!

Sai se si cercano volontari desiderosi di provare la cosa? ;-)))

Ciao da Max.

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  #3  
Old 11-29-2003, 09:25 PM
CptKirk
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Default Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare.

So di arrivare secondo ma mi offro volontario (non metto
la faccina perché non scherzo più di tanto)!

"<Gigi>" <[Only registered users see links. ]> ha scritto:


Nella mia scatola cranica penso ci siano abbastanza zone vuote
da metterne anche qualcuno in più!

capacità

Mmmmh! Capacità di memorizzare non d'imparare inteso come capire
(conosco molti diplomati e alcuni laureati "discutibili")


Anche con le droghe, anche con i fatti della vita, anche con il
capire la realtà, anche con....


Simpatico ma Bush che piloti neurologicamente un aereo mi
fa venire i brividi ;-)!


Mi basterebbe anche a livelli normali per ora ma perché porre limiti!


Di questo già sono dotato.


Diciamo che non é impossibile anche se la maggior parte preferisce non
crederci.


Sono disposto a trasferirmi......dammi un indirizzo però!


Dipende da come l'impiantano. Piano piano con bisturi e "trapano" o
un colpo secco ;-)?

Ciao!


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  #4  
Old 11-30-2003, 11:25 AM
VR
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Default Metti un chip nel cervello. Processori di silicio che si mescolano ai neuroni. Per aumentare le capacità di imparare.

On Sat, 29 Nov 2003 11:40:50 GMT, "<Gigi>" <[Only registered users see links. ]> wrote:
Bisogna avere almeno due neuroni pero'... :-)
Altrimenti che mescoli...
Coi raeliani non puo' accadere... :-)
VR

"La fonte principale degli attuali contrasti fra le sfere della
religione e della scienza si trova nella concezione di un Dio
personale."
Albert Einstein. Pensieri di un uomo curioso,
Oscar Mondadori Ed. 1997, Milano; p. 115.

***************
La rivincita darwiniana
sul reverendo Paley:

[Only registered users see links. ]

***************
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Tags
aumentare , capacità , cervello , che , chip , imparare , mescolano , metti , nel , neuroni , processori , silicio


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