Girolamo CastaldoRicercatori creano Brainoware, computer bioelettronico a partire da un organoide cerebrale e con infusione di IA per il riconoscimento vocale
In una famosa scena del film The Matrix, Morpheus spiega a Neo che l’obbiettivo delle macchine intelligenti è trasformare gli essere umani in lampadine. Chiaramente si tratta di un simbolo, ma a ben vedere la realtà non è così differente.
Il cervello umano, infatti, è considerato il “computer” più efficiente che abbiamo a disposizione: con appena 20 watt di potenza giornaliera, riesce a eseguire più di un trilione (cioè, 1018) di operazioni, cosa che richiederebbe a un supercomputer vari megawatt (cioè, milioni di watt) di potenza!
Ciò ha spinto un gruppo di ricercatori della University of Indiana Bloomington a chiedersi: sarebbe possibile costruire dei computer altrettanto potenti ed efficienti, sfruttando cellule cerebrali umane?
La risposta pare proprio essere positiva: per quanto ancora nelle fasi preliminari, un recente studio descrive il successo di esperimenti effettuati usando un computer ibrido, in parte elettronico e in parte biologico, come quello dei cyborg delle opere di fantascienza.
Brainoware, un organoide con IA infusa
Un organoide cerebrale è in sostanza un “grumo” tridimensionale di cellule cerebrali umane (neuroni), cresciute in laboratorio a partire da cellule staminali, ed è proprio ciò che il bioingegnere Hongwei Cai e colleghi hanno creato per i loro esperimenti.
I ricercatori hanno quindi collegato tramite degli elettrodi l’organoide, grande meno di un nanometro (cioè, un miliardesimo di metro), a una scheda elettronica di un computer, su cui giravano algoritmi di intelligenza artificiale (IA).
Per dimostrare il funzionamento del sistema, chiamato “Brainoware”, il gruppo di Cai ha convertito in impulsi elettrici 240 registrazioni di 8 persone giapponesi mentre pronunciavano delle vocali.
Tali impulsi sono stati quindi inviati all’organoide, analizzando la sua attività neurale; infine, l’IA è stata allenata a riconoscere quale persona stava parlando, in base alla suddetta attività neurale.
Riconoscimento vocale e applicazioni future
I risultati sono stati decisamente incoraggianti: dopo 2 giorni di allenamento, Brainoware ha mostrato costanti miglioramenti ed è riuscito infine a riconoscere le voci “ascoltate” con un’accuratezza del 78%.
Come bonus, il sistema è stato anche in grado di predire un attrattore di Hénon (un costrutto matematico nel campo delle dinamiche caotiche) con un’accuratezza superiore a quella di una rete artificiale.
Restano però vari problemi da superare: oltre al fatto che il sistema è ancora meno preciso nel riconoscimento vocale rispetto a un computer tradizionale munito di IA, mantenere in vita l’organoide richiede strumenti ad alto dispendio energetico, come un incubatore a CO₂; e questo per non parlare delle innumerevoli questioni neuroetiche da affrontare.
Nonostante ciò, Brainoware rappresenta sicuramente un’importante prova di concetto per i sistemi bioelettronici e in futuro potrebbe essere utilizzato per svolgere compiti importanti, quali lo studio di patologie neurodegenerative come l’Alzheimer o la decodifica delle onde cerebrali durante il sonno e la registrazione dei sogni.
(Originariamente pubblicato su Storie Semplici. Il titolo dell’autore potrebbe essere modificato dalla redazione)
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