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Poiché le scoperte si stanno verificando più velocemente che in qualsiasi altro campo della scienza, negli ultimi anni sono successe molte cose nel campo delle neuroscienze. Ecco 22 studi neuroscientifici davvero strabilianti che sfidano i nostri preconcetti su chi siamo o chi potremmo essere.
All'inizio di quest'anno gli scienziati del MIT hanno sviluppato una nuova tecnica per abbinare la mappatura strutturale (anatomia del cervello) con la mappatura funzionale (come si comporta il cervello) - la prima volta che questo è stato realizzato correttamente. Inoltre, ciò è stato fatto su topi vivi, con la mappatura eseguita in tutte le regioni del cervello dei topi in tempo reale. Questo video dà un'idea di quanto sia affascinante vedere l'accoppiamento delle strutture cerebrali e l'attività dal vivo cambiare in risposta a un topo che mostra immagini diverse.
La tecnica d'avanguardia combina la microscopia a tre fotoni con THG la mappatura retinotopica , consentendo di osservare l'attività attraverso il tessuto cerebrale profondo tramite firme elettriche.
Fornisce inoltre una risoluzione straordinaria, consentendo di studiare i singoli neuroni e le loro sottostrutture, nonché i vasi sanguigni sottili e la mielina , una sorta di isolante noto per essere un fattore critico nella velocità di elaborazione del cervello.
Questo studio si è concentrato sui centri visivi del cervello, ma lo stesso metodo può essere utilizzato per studiare altre regioni. Promette di essere un potente strumento per comprendere le differenze negli stati cerebrali sani e malati, nonché il modo in cui il cervello risponde alla stimolazione ambientale.
L'Università di Stanford ha fatto un passo avanti fondamentale con una nuova di microscopia bifocale chiamata COSMOS . Il loro lavoro ha catturato filmati di attività neurale in tutta la corteccia cerebrale di un cervello di topo.
Questi segnali sono stati registrati essenzialmente filmando il cervello da tre diverse angolazioni, quindi estraendo computazionalmente i segnali per fornire un video in diretta dell’attività macroscopica sugli emisferi sinistro e destro. Ecco un esempio in cui si vede letteralmente la straordinaria tempesta elettrica di un vero cervello in azione.
Mentre la corteccia gestisce complesse funzioni cognitive di livello superiore, comportamenti più misteriosi come i processi decisionali possono ora iniziare a essere svelati in modo globale. Ad esempio per comprendere la relazione tra decisioni dipendenti dalla percezione sensoriale e dalla funzione motoria (si pensi a cosa implica decidere in che modo schivare un'auto in arrivo).
I ricercatori si aspettano inoltre che COSMOS diventi un metodo a basso costo per lo screening degli effetti degli psicofarmaci, in modo che possano essere sviluppati per essere più efficaci dal punto di vista funzionale.
Come abbiamo spiegato in un blog precedente Deep Mind di Google è arrivato imitando le colonne neocorticali della mente umana. Ciò ha portato a un notevole aumento dell’intelligenza utilizzando una frazione della potenza di calcolo. Di conseguenza, questa IA modellata sull'uomo ha ora superato i migliori giocatori di scacchi, Go e poi di eSports al mondo nei loro giochi.
Anche se non del tutto compreso, il sonno svolge una funzione fondamentale per il cervello dei mammiferi e dell’uomo, con seri problemi che si verificano ogni volta che si sopporta la privazione del sonno Quest’anno il Los Alamos National Laboratory ha scoperto che le reti computazionali dei sistemi di intelligenza artificiale soffrono anche di una sorta di privazione del sonno, diventando instabili quando lavorano per lunghi periodi senza riposarsi. Tuttavia, quando vengono messi in uno stato di rete simile alle onde cerebrali che sperimentiamo durante il sonno, vengono ripristinate le prestazioni ottimali.
Potrebbe non sembrare un grosso problema, ma è probabile che i progressi nell’intelligenza artificiale trasformino il modo in cui viviamo. I risultati suggeriscono anche che la fusione delle discipline delle neuroscienze e del campo dell’intelligenza artificiale potrebbe dare vita a una nuova era di computer super intelligenti.
Un minuscolo dispositivo cerebrale è stato utilizzato per migliorare la qualità della vita dei pazienti con grave paralisi degli arti superiori causata dalla malattia dei motoneuroni. Condotto presso l'Università di Melbourne, questo studio ha impiantato la nuova microtecnologia nel cervello dei partecipanti.
Il dispositivo chiamato Stentrode™ è stato inserito attraverso un intervento chirurgico nel collo e da lì si è spostato nella corteccia motoria attraverso i vasi sanguigni. Questo metodo minimamente invasivo evita i rischi associati e le complicazioni di recupero della chirurgia cerebrale aperta.
L'impianto utilizza la tecnologia wireless per trasmettere l'attività neuronale specifica a un computer, dove viene convertita in azioni basate sulle intenzioni dei pazienti. Sorprendentemente, questo minuscolo chip ha permesso ai pazienti di eseguire azioni come fare clic e ingrandire e scrivere con una precisione del 93%, aiutandoli a fare cose che diamo per scontate come inviare messaggi di testo, e-mail e fare acquisti online.
Siamo ancora agli inizi, ma la natura minimamente invasiva del trattamento mostra il grande potenziale delle microneurotecnologie per aiutare le persone con tutti i tipi di disturbi cognitivi.
Nel 2018 abbiamo riferito che gli scienziati hanno imparato come riprogrammare le cellule staminali in neuroni specifici. Quest’anno i ricercatori di quattro diverse università statunitensi hanno compiuto un passo più grande verso il Santo Graal dell’estensione della vita. Identificando le reti di geni che regolano la rigenerazione cellulare, sono stati in grado di manipolare le cellule normali per trasformarle in cellule progenitrici , che possono trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula per sostituire le cellule morenti.
La loro prova di concetto è stata effettuata con le cellule gliali del pesce zebra, convertendole efficacemente in cellule staminali che hanno poi rilevato e ripristinato le cellule retiniche danneggiate per recuperare la vista compromessa.
La morte cellulare, o apoptosi , gioca un ruolo importante nell’inevitabile invecchiamento naturale degli esseri umani. I ricercatori ritengono che il processo di rigenerazione dei neuroni nel cervello sarà simile. Se avrà successo, avrà vaste implicazioni per patologie come il morbo di Alzheimer, in cui vaste regioni del cervello possono andare perdute a causa della morte dei neuroni. Potrebbe anche svolgere un ruolo nel prevenire i numerosi effetti collaterali dell’invecchiamento naturale del cervello, per vivere più a lungo e in modo più sano e in perfetta forma fino alla vecchiaia.
Invece di sostituire le cellule morenti, gli scienziati dell’Università di Heidelberg hanno identificato i processi chiave coinvolti nella morte delle cellule cerebrali, chiamati neurodegenerazione . Si trattava di scoprire il processo mediante il quale l’assorbimento cellulare del glutammato previene la morte cellulare nelle persone sane, ma diventa inattivo in uno stato patologico come un ictus, in cui l’apporto di ossigeno alle cellule cerebrali viene limitato.
In effetti questo porta le cellule ad uccidersi semplicemente perché non ricevono i segnali chimici corretti per dire loro di rimanere in vita. I ricercatori hanno poi sviluppato una classe speciale di inibitori in grado di intervenire e disattivare il "complesso della morte" cellulare prima che si verifichi.
Gli inibitori si sono rivelati altamente efficaci nel proteggere le cellule nervose, e si spera che portino a una nuova classe di opzioni terapeutiche per le malattie neurodegenerative.
I ricercatori dell'Università di Aarhus hanno utilizzato tecniche avanzate di imaging PET e MRI per rivelare che la malattia di Parkinson è in realtà una delle due diverse varianti della malattia .
In una variante la malattia inizia nell'intestino e si diffonde poi al cervello attraverso le connessioni neurali. Nell'altro, inizia nel cervello e poi si sposta nell'intestino e in altri organi. Questo video offre un'ottima panoramica.
Sebbene non sia curativo, è un passo importante nella giusta direzione per poter identificare l'insorgenza precoce della malattia per misure preventive. Ad esempio, potrebbe portare a trattamenti che impediscano alla malattia di raggiungere del tutto il cervello, dove gli effetti diventano debilitanti nel tempo. È anche un altro pezzo chiave nel puzzle della potente simbiosi tra il nostro intestino e la nostra mente, conosciuta scientificamente come asse intestino-cervello .
Gli scienziati dell’Università di Cambridge e dell’Imperial College di Londra hanno sviluppato un nuovo tipo di algoritmo di intelligenza artificiale in grado di rilevare, differenziare e identificare diversi tipi di lesioni cerebrali dai dati della scansione TC topografica.
Le scansioni TC raccolgono un'enorme quantità di dati la cui analisi può richiedere ore agli esperti, e ciò deve includere la valutazione collettiva di più scansioni nel tempo al fine di tracciare le traiettorie di recupero o la progressione della malattia. Questo nuovo strumento di intelligenza artificiale sembra essere migliore degli esperti umani nel rilevare tali cambiamenti, oltre ad essere molto più rapido ed economico.
Ad esempio, la loro ricerca ha dimostrato che il software è molto efficace nel quantificare automaticamente la progressione di più tipi di lesioni cerebrali, aiutando a prevedere quali lesioni sarebbero diventate più grandi. L’applicazione innovativa di questo tipo di intelligenza artificiale per assistere l’analisi umana sarà probabilmente la prima di molte che trasformeranno la diagnostica medica in modo economicamente vantaggioso.
I super-anziani sono individui le cui capacità cognitive sono ben oltre quelle dei loro coetanei in età avanzata, conservando le capacità mentali giovanili fino ai 70 e agli 80 anni. Fino ad ora il segreto per mantenere la loro forma ottimale è stato poco compreso.
L'Ospedale universitario di Colonia e il Centro di ricerca Juelich hanno scoperto una differenza fondamentale nella loro biologia . Utilizzando le scansioni PET hanno rivelato che i super-ager hanno una resistenza notevolmente aumentata alle tau e amiloide . Fino agli ultimi anni queste proteine si sono rivelate difficili da studiare.
I super-anziani hanno anche livelli più bassi di patologia tau e amiloide, che a sua volta porta a vari tipi di neurodegenerazione nella maggior parte delle persone negli anni successivi. È stato ora identificato che la ridotta resistenza all'accumulo di tau e amiloide è un fattore biologico primario per la perdita del picco della forma cognitiva.
Una nuova ricerca può concentrarsi su questi processi per trovare modi per curare il declino mentale in generale, nonché per aiutare a sviluppare terapie per proteggere dalle forme di demenza che si stanno già verificando.
Un gruppo di ricerca dell’Università della California a San Francisco ha sviluppato con successo un metodo che utilizza la stimolazione cerebrale profonda (DBS) per trattare in modo adattivo i sintomi depressivi solo quando compaiono. La stimolazione cerebrale profonda prevede l’impianto di elettrodi all’interno del cervello per fornire correnti elettriche in grado di alterare l’attività cerebrale.
Studi precedenti hanno avuto un successo limitato nel trattamento della depressione con la DBS perché i dispositivi potevano fornire solo una stimolazione elettrica costante in un’area del cervello. Tuttavia la depressione può colpire varie aree del cervello e le firme neurali della depressione possono aumentare e diminuire in modo imprevedibile.
Con l'obiettivo di creare essenzialmente un pacemaker per il cervello, gli scienziati hanno decodificato un nuovo biomarcatore neurale. Questo modello specifico di attività cerebrale predice efficacemente l’insorgenza dei sintomi. Con questa conoscenza il team ha personalizzato una nuova tecnologia DBS che si attiva solo quando e dove riconosce quel modello.
Il tipo di terapia automatica su richiesta è impressionante perché le sue risposte funzionali sono uniche sia per il cervello del paziente che per il circuito neurale che causa la malattia. Nella sua prima prova, questo metodo DBS personalizzato è stato testato con un paziente affetto da grave depressione e superato a pieni voti. Quasi immediatamente i sintomi del paziente si sono alleviati e ciò è continuato a lungo termine.
Nell’era del COVID, dove l’ansia e i problemi di salute mentale stanno diventando diffusi, questo approccio potrebbe rivelarsi una preziosa terapia senza farmaci per centinaia di milioni di persone.
Analogamente alle onde luminose, gli esseri umani possono percepire solo uno spettro relativamente piccolo delle onde sonore che viaggiano intorno a noi. In genere possiamo captare solo frequenze comprese tra 20 Hz e 20.000 Hz, oltre queste frequenze sono considerate ultrasoniche. Questa è la gamma di frequenza in cui operano animali come i pipistrelli e anche quella utilizzata nelle scansioni mediche a ultrasuoni.
Gli scienziati dell'Università di Aalto hanno sperimentato un nuovo metodo che utilizza una tecnologia sofisticata e ha portato a un dispositivo che sostanzialmente fornisce agli esseri umani un udito a livello di pipistrello . Ciò include non solo la capacità di udire frequenze ben oltre i 20.000 Hz, ma anche di discernere la direzione e la distanza delle sorgenti sonore. Per i biologi, ad esempio, consente alle persone di seguire pipistrelli in volo altrimenti furtivi e localizzare le loro posizioni.
Funziona registrando gli ultrasuoni tramite un array di microfoni sferici, che rileva i suoni ultrasonici e utilizza un computer per tradurre il tono in frequenze udibili. Quindi riproduce le onde sonore convertite tramite le cuffie in tempo reale. Essere in grado di percepire suoni normalmente impercettibili potrebbe avere preziose applicazioni industriali, ad esempio essere in grado di sentire e localizzare fughe di gas altrimenti silenziose.
Sebbene le neuroscienze siano un settore scientifico relativamente giovane e in rapida crescita, l’intelligenza artificiale (AI) è molto più recente e cresce più rapidamente. Il potenziale della combinazione di questi due campi della scienza è stato rivelato dai ricercatori del MIT .
Usando l’apprendimento automatico, hanno scoperto che le reti neurali artificiali possono autoimparare a annusare in pochi minuti, imitando di fatto i circuiti olfattivi nel cervello dei mammiferi. Ciò è profondo perché l’algoritmo messo in funzione non aveva conoscenza dei milioni di anni di evoluzione necessari per sviluppare biologicamente l’olfatto.
Eppure, sorprendentemente, la rete neurale artificiale ha replicato l’attività biologica dell’olfatto così fedelmente da rivelare che la rete olfattiva del cervello è matematicamente ottimizzata per la sua funzione.
Questa precisa imitazione della struttura naturale dei circuiti cerebrali da parte dell’apprendimento automatico indipendente può annunciare una nuova era, in cui l’intelligenza artificiale ci insegna i segreti più intimi dell’evoluzione biologica. L’olfatto è il punto di partenza nel 2021, ma chissà dove questo potrà portare…
I ricercatori della UC San Francisco hanno sviluppato un nuovo tipo di neuroprotesi vocale per pazienti paralizzati che impedisce loro di parlare. Il metodo è stato dimostrato con successo su un uomo con un tronco cerebrale gravemente danneggiato, causando la paralisi dell'intero corpo.
Funziona in modo piuttosto straordinario rilevando i segnali cerebrali legati al linguaggio che controllano le corde vocali. Quando parliamo, le corde vocali richiedono complesse istruzioni di funzione motoria per articolare l’ampia varietà di suoni che usiamo quando conversiamo. Anche quando non è possibile muoversi, questi segnali possono comunque essere inviati dal cervello.
Utilizzando registrazioni cerebrali di pazienti affetti da epilessia, gli scienziati hanno sviluppato un metodo per decodificare in parole le istruzioni inviate ai muscoli vocali. Da questi schemi neurali, sono stati in grado di discernere in modo affidabile 50 diverse parole comuni ogni volta che il paziente le pensava.
Tutto ciò che era necessario era che il paziente indossasse una serie di elettrodi ad alta densità per catturare e registrare l’attività neurale, che registrava i segnali dalla corteccia motoria del linguaggio. Ciò ha consentito di tradurre fino a 18 parole al minuto con una precisione del 93%. Il vantaggio per il paziente era che doveva semplicemente comportarsi come se stesse parlando realmente e poteva comunicare centinaia di frasi diverse dal vocabolario di 50 parole.
Anche se questo progresso sembra limitato ai pazienti paralizzati, subiamo la paralisi ogni notte quando sogniamo (a meno che non camminiamo nel sonno). Se sufficientemente evoluto, questo approccio potrebbe, ad esempio, aprire la strada alla traduzione dei nostri stessi pensieri mentre dormiamo!
Tecnicamente chiamati "organoidi cerebrali", i mini-cervelli possono essere coltivati da cellule staminali pluripotenti indotte . Queste cellule staminali possono essere prelevate dalla pelle o dal sangue di una persona e possono potenzialmente trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula. Il vantaggio è che le strutture cellulari normalmente difficilmente accessibili possono, in linea di principio, essere coltivate e isolate per lo studio. Ciò è particolarmente rilevante per il cervello, tuttavia i mini-cervelli precedenti avevano strutture funzionali limitate.
La scoperta di quest'anno da parte degli scienziati dell'UCLA ha catapultato la complessità strutturale facendo crescere aggregati di organoidi per formare complesse strutture cerebrali tridimensionali. I ricercatori hanno prelevato cellule staminali da pazienti affetti dalla sindrome di Rett (una condizione caratterizzata da convulsioni) e sono stati in grado di far crescere mini-cervelli con attività funzionale simile a parti del cervello umano. Ciò significava che erano in grado di osservare in modo sicuro e con successo modelli di attività elettrica che ricordano l’inizio delle convulsioni.
Questa ricerca mostra per la prima volta che alcuni aspetti della funzione cerebrale possono essere isolati e studiati in laboratorio fino al livello delle singole cellule viventi. Il vantaggio principale è che questi mini-cervelli possono essere coltivati per replicare aspetti delle funzioni cerebrali normali e malate, nonché per testare farmaci e trattamenti senza rischi per l’uomo o gli animali.
La scala del cervello umano è enorme, quindi ci sono ancora chiari limiti in termini di complessità delle strutture cerebrali che possono essere studiate, ma chiaramente questo campo emergente delle neuroscienze ha un potenziale da fantascienza.
Con la crescita esponenziale della potenza di calcolo negli ultimi decenni, i microchip sono diventati ogni anno sempre più piccoli. focalizzati sulla tecnologia della Brown University hanno ora sviluppato un computer wireless così piccolo che può essere facilmente mancato all’occhio umano. Soprannominati “neurograni” – perché hanno le dimensioni di un granello di sale – sono stati sviluppati per tracciare e monitorare l’attività cerebrale.
Questi computer ultra-piccoli sono in grado di registrare l’attività elettrica dei neuroni vicini e trasmettere i dati in modalità wireless. L'obiettivo era sviluppare un nuovo tipo di sistema di interfaccia cervello-computer (BCI), in cui una rete di mini-sensori può monitorare collettivamente aspetti significativi dell'attività cerebrale e inviare le informazioni a un hub vicino.
In un esperimento di prova, i ricercatori hanno implementato una rete per registrare con successo l'attività neurale di un roditore con una precisione molto maggiore di quanto mai ottenuto prima. Questa registrazione dei segnali cerebrali con un dettaglio senza precedenti è ancora nelle sue fasi iniziali, ma la svolta tecnologica promette molto perché sarà in grado di convertire le onde cerebrali in azioni utili nel mondo reale senza alcuno sforzo fisico.
Quest'anno un nuovo tipo di array di microelettrodi è stato utilizzato per creare una forma di visione artificiale tramite una protesi visiva. Gli scienziati dell'Università dello Utah presso il John A. Moran Eye Center hanno costruito il dispositivo per registrare e stimolare l'attività neuronale all'interno della corteccia visiva.
Impiantato nell'occhio, il dispositivo riceve informazioni visive attraverso occhiali contenenti una piccola videocamera, mentre i dati vengono elaborati da un software specializzato. Il dispositivo attiva quindi i neuroni della retina per produrre fosfeni, come se ricevessero punti luminosi. A sua volta, consente alle immagini di base di linee e forme di essere percepite dalla mente.
Sperimentato con un paziente completamente cieco, questo metodo si è rivelato efficace e non ha comportato complicazioni derivanti dall'intervento chirurgico o dalla stimolazione neuronale. In questo primo test è stato utilizzato un solo array. Tuttavia, il prossimo obiettivo è utilizzare da 7 a 10 array per fornire immagini più dettagliate che consentiranno ai non vedenti di navigare effettivamente nel mondo visivamente.
Una nuova classe di "molecole danzanti" è stata applicata dai ricercatori della Northwestern University per riparare i tessuti in gravi lesioni del midollo spinale e invertire con successo la paralisi . La parte danzante prevede la manipolazione del movimento di queste molecole in modo che possano farsi strada verso recettori cellulari normalmente impossibili da raggiungere, al fine di spingerle a mettersi in moto per riparare i tessuti nervosi.
Queste molecole apparentemente magiche funzionano attivando segnali a cascata, innescando la rigenerazione degli assoni e aiutando i neuroni a sopravvivere dopo un infortunio incoraggiando la nascita di una varietà di nuovi tipi di cellule. Questo a sua volta supporta la ricrescita dei vasi sanguigni persi necessari per la guarigione cellulare.
Testato sui topi, una sola iniezione della terapia molecolare ha permesso ai topi paralizzati di camminare di nuovo in meno di quattro settimane. In modo piuttosto conveniente, 12 settimane dopo (ben dopo il completamento del recupero), i materiali si biodegradano in nutrienti per le cellule senza alcun effetto collaterale, scomparendo di fatto dal corpo in modo naturale.
La realtà virtuale (VR) è stata utilizzata dagli psicofisici per decenni per studiare il modo in cui percepiamo le informazioni sensoriali. Quest'anno i ricercatori dell'Università di Basilea, la più antica università della Svizzera, hanno sviluppato un'applicazione di realtà virtuale per trattare effettivamente la fobia dell'altezza .
Chiamato Easyheights , il software compatibile con smartphone fornisce la terapia dell'esposizione utilizzando immagini a 360° di luoghi reali. Indossando un visore VR, gli utenti stanno su una piattaforma che inizia a un metro dal suolo e poi si alza progressivamente man mano che gli utenti si acclimatano a ogni livello di altezza. Funziona aumentando l'esposizione sensoriale all'altezza senza aumentare il livello di paura.
Uno studio clinico ha dimostrato l'efficacia di questa forma di trattamento immersivo, producendo riduzioni significative della fobia in situazioni di altezza reale. I benefici sono stati riscontrati con sole quattro ore di formazione a domicilio. Questa scoperta mostra come la combinazione delle conoscenze neuroscientifiche con le tecnologie odierne possa migliorare clinicamente la qualità della vita delle persone in modi facilmente accessibili.
Mentre parliamo, i neuroscienziati del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology stanno letteralmente costruendo “cervelli in miniatura” geneticamente innestati con molteplici versioni del DNA di Neanderthal. Utilizzando la biotecnologia futuristica dal basso verso l’alto nota come CRISPR , questi mini-cervelli conterranno gruppi di neuroni vivi cresciuti da cellule staminali, che svolgono una vera attività cerebrale.
Anche se saranno troppo piccoli per coinvolgere comportamenti complessi come la comunicazione, si prevede che riveleranno differenze nell’attività cerebrale fondamentale che potrebbero aver avuto i Neanderthal. In questo modo la genetica fornisce una sorta di telescopio storico per le neuroscienze, consentendole di scrutare il funzionamento dei cervelli antichi. Tutto questo dal DNA conservato nei frammenti ossei per decine di migliaia di anni.
E se pensi che si tratti di qualcosa di semplice come poche cellule in una capsula di Petri... ripensaci. I ricercatori tedeschi stanno progettando di collegare i mini-cervelli di Neanderthal ai robot, per osservare i risultati comportamentali. Ancora più ambizioso della trama di un film di fantascienza futurista, in caso di successo la mente rimane semplicemente sconcertata da ciò che sarà possibile fare nei prossimi anni: qualcuno fa le cameriere robot di Neanderthal?!
Una delle maggiori sfide che i neuroscienziati devono affrontare è che è molto difficile studiare cervelli vivi. Anche nei cervelli recentemente deceduti, i neuroni si decompongono rapidamente nelle ore successive alla morte, disintegrandosi letteralmente. Per affrontare questa sfida, gli entusiasti neuroscienziati dell'Università di Yale hanno creato una biotecnologia all'avanguardia chiamata BrainEx . Questo sistema di supporto ad alta tecnologia è stato progettato per mantenere in vita le cellule cerebrali nello stesso modo in cui i capelli e le unghie continuano a crescere dopo la morte.
Mettendo alla prova la tecnologia, i ricercatori hanno utilizzato BrainEx per ripristinare l’attività sinaptica e la circolazione in un cervello di maiale morto da quattro ore. Il cervello era stato rimosso dal maiale e rianimato con un rifornimento di sangue artificiale utilizzando una miscela brevettata di agenti protettivi, stabilizzanti e di contrasto. Ciò è avvenuto poco prima che iniziasse a verificarsi la distruzione delle funzioni cellulari e molecolari. L'immagine sotto mostra la differenza tra un cervello di maiale normalmente in disintegrazione 10 ore dopo la morte (a sinistra) e cellule dall'aspetto sano nel cervello di maiale rianimato (a destra).
Ecco la parte zombie. Anche se i neuroni venivano mantenuti vivi e vegeti, non c’era alcuna attività funzionale di livello superiore nei circuiti cerebrali – quindi vivi e morti allo stesso tempo. Questo passaggio dalla narrativa alla Frankenstein alla saggistica mostra come le neuroscienze possano trasformare le grandi questioni etiche da filosofiche a pratiche.
La biotecnologia però non si limita ai maiali zombi, in linea di principio funzionerà con qualsiasi tipo di cervello di mammifero... compresi gli umani! La svolta ha un enorme potenziale per migliorare la nostra conoscenza pratica di come funziona la nostra mente. Allo stesso tempo, sembra inquietantemente vicino a riportare in vita i morti.
Passando a una nota più stimolante, il 2019 ha visto anche lo sviluppo di un sistema informatico in grado di tradurre l’attività cerebrale in parlato sintetizzato. Funziona decodificando i movimenti dei muscoli coinvolti nella parola tramite impulsi nervosi analizzati attraverso l'attività elettrofisiologica. I risultati di un esperimento presso l' Università della California a San Francisco hanno dimostrato che una versione prototipo potrebbe interpretare con successo il linguaggio attraverso i segnali nervosi muscolari, se parlasse lentamente.
I ricercatori prevedono di migliorare la biotecnologia per raggiungere la velocità del parlato naturale , che è di circa 150 parole al minuto. Tuttavia, è già abbastanza notevole considerando che vengono misurati solo i segnali cerebrali. Ecco un video che dimostra come i modelli di attività cerebrale della corteccia somatosensoriale di chi parla, decodificati in movimenti del tratto vocale, possano poi essere interpretati come linguaggio.
Molti scienziati hanno già provato a risolvere questo problema e hanno fallito. Questi ricercatori hanno adottato un nuovo approccio creando modelli di intelligenza artificiale per costruire simulazioni dei tratti vocali. In effetti, l'intelligenza artificiale ha quindi imparato da sola da una libreria di dati di esperimenti vocali e ha addestrato le sue reti neurali a essere in grado di decodificare il linguaggio dai movimenti vocali. Questi sviluppi potrebbero rappresentare passi importanti nella simulazione della biologia umana nei programmi informatici a fini di ricerca.
Da un punto di vista medico, molti pazienti con patologie alla gola o neurologiche, come ictus o paralisi, possono perdere completamente la capacità di parlare. Questa neurotecnologia abbinata a uno smartphone potrebbe consentire a chi non ha voce di parlare normalmente in tempo reale, tutti i giorni, semplicemente pensando di parlare.
Tuttavia, poiché la voce simulata richiede solo la lettura di una piccola regione dell’attività cerebrale e il discorso potrebbe essere inviato praticamente a qualsiasi computer, potenzialmente chiunque potrebbe comunicare silenziosamente e di nascosto con chiunque abbia uno smartphone e delle cuffie. Poiché il sistema potrebbe essere bidirezionale, rappresenta una soluzione neurotecnologica letterale per la telepatia umana. Le possibilità sono infinite.
Benvenuti nei servizi di ricerca e strategia di oggi, nel ritmo frenetico.
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