Cervello umano e Universo

Contiene un numero di cellule pari a quello delle stelle della Via
Lattea, circa 100 miliardi, in grado di formare centinaia di migliaia
di miliardi di connessioni, una cifra a 14 zeri. Sono questi alcuni
dei numeri da record di quella che è stata definita la materia più
complessa dell'universo: il cervello umano. Per comprenderne il
funzionamento, l'Europa ha deciso di investire 500 milioni di euro,
nel decennio 2013-2023, con lo Human Brain Project (HBP). Un progetto
ambizioso, in cui è appena entrato anche l'Istituto Nazionale di
Fisica Nucleare (INFN), alla guida del consorzio WAVESCALES (WAVE
SCALing Experiments and Simulations), uno dei 4 vincitori, su 57
proposte, della recente Call for Expressions of Interest (CEoI) di
HBP.

Uno degli obiettivi del consorzio è realizzare una simulazione
computerizzata dell'attività cerebrale e delle sue capacità cognitive,
per migliorare comprensione, diagnosi e terapia dei disordini neurali.
A coordinarlo il ricercatore dell'INFN Pier Stanislao Paolucci. "Lo
scopo dell'INFN in WAVESCALES - spiega Paolucci – è realizzare una
simulazione del funzionamento cerebrale su grande scala, con
particolare riferimento alla propagazione di onde cerebrali durante il
sonno profondo e l'anestesia, e nel corso della transizione allo stato
cosciente, per mezzo delle cosiddette reti neurali. In particolare, il
laboratorio Array Processor Experiment (APE Lab) dell'INFN – creato da
Nicola Cabibbo e Giorgio Parisi per effettuare simulazioni di fisica
subnucleare, ad esempio nella cromodinamica quantistica – svilupperà
il simulatore di reti neurali. Faremo, cioè, ricorso – aggiunge
Paolucci – a modelli matematici di neuroni e sinapsi artificiali per
imitare il funzionamento cerebrale, confrontando poi le simulazioni
con misure in vivo su esseri umani effettuate durante il progetto, ad
esempio con tecniche non invasive come la risposta
elettro-encefalografica a stimolazioni magnetiche".

Il consorzio WAVESCALES riunisce 5 partner: tre specializzati nelle
misure sperimentali di cervelli umani e di topi, e altri due che si
concentreranno, invece, sulla creazione di modelli teorici e
simulazioni computerizzate. Oltre all'INFN, coordinatore del progetto,
ne fanno parte l'Università degli Studi di Milano, l’Institut
D’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS e l'Institut
de BioEnginyeria de Catalunya (IBEC), entrambi a Barcellona, e
l'Istituto Superiore di Sanità (ISS), a Roma. "L'INFN potrà
sicuramente dare un contributo significativo allo HBP, - conclude
Paolucci - grazie alla sua lunga esperienza nella costruzione dei più
complessi apparati sperimentali esistenti al mondo".

Il progetto dovrebbe ricevere, previa approvazione nei prossimi mesi
da parte della Commissione Europea, un finanziamento di 2 milioni di
euro per i primi due anni, con possibili estensioni negli anni
successivi, e partire così nella primavera 2016. Proprio nei giorni
scorsi, la Commissione Europea si è impegnata a finanziare per altri
tre anni lo HBP, che ad aprile 2016 concluderà la sua fase
preliminare: la prosecuzione dovrebbe, quindi, essere garantita almeno
fino al 2019, con uno stanziamento minimo di 89 milioni di euro
l'anno.

Luigi Campanella 
(Accademia Kronos)