"Organoid Intelligence" (OI): biocomputing e intelligenza in un piatto

I modelli di apprendimento automatico come quello che alimenta ChatGPT stanno generando saggi, racconti e interi podcast. Ma gli scienziati stanno cercando un altro modo di fare calcoli che potrebbe essere altrettanto efficiente e potente, ed è nel nostro cervello.

In un nuovo articolo pubblicato martedì a Frontiere, una vasta collaborazione internazionale guidata dai ricercatori della John Hopkins University (JHU) descrive in dettaglio come le tecnologie cervello-macchina siano l'ultima frontiera del biocomputing e fornisce una tabella di marcia su come realizzarla.

Come spiega il documento, l'intelligenza organoide (OI) è un campo emergente in cui i ricercatori stanno sviluppando il calcolo biologico utilizzando colture 3D di cellule cerebrali umane (organoidi cerebrali) e tecnologie di interfaccia cervello-macchina. Questi organoidi condividono aspetti della struttura e della funzione del cervello che svolgono un ruolo chiave nelle funzioni cognitive come l'apprendimento e la memoria. Servirebbero essenzialmente come hardware biologico e un giorno potrebbero essere ancora più efficienti degli attuali computer che eseguono programmi di intelligenza artificiale.

"La visione di OI è quella di utilizzare il potere del sistema biologico per far avanzare il campo delle scienze della vita, della bioingegneria e dell'informatica", ha scritto Lena Smirnova, ricercatrice presso JHU e autrice dell'articolo, in una e-mail a Motherboard. "Se guardiamo all'efficienza con cui il cervello umano opera nell'elaborazione delle informazioni, nell'apprendimento, ecc., si è tentati di tradurre e modellare ciò per avere un sistema che funzionerà più velocemente e in modo più efficiente [rispetto] ai computer attuali".

Ad esempio, il cervello umano ha un'incredibile capacità di immagazzinare informazioni: la zucca media può immagazzinare circa 2,500 terabyte, secondo il documento. I ricercatori immaginano complesse strutture cellulari 3D che sarebbero collegate all'intelligenza artificiale e ai sistemi di apprendimento automatico.

"Stiamo raggiungendo i limiti fisici dei computer al silicio perché non possiamo racchiudere più transistor in un minuscolo chip", ha dichiarato Thomas Hartung, ricercatore presso JHU e uno degli autori dello studio, in un comunicato stampa. “Ma il cervello è cablato in modo completamente diverso. Ha circa 100 [miliardi] neuroni collegati attraverso oltre 1015 punti di connessione. È un'enorme differenza di potenza rispetto alla nostra tecnologia attuale".

I ricercatori hanno precedentemente combinato il biologico e il sintetico insegnare alle cellule cerebrali a giocare a Pong––una prova di concetto che è stata condotta da alcuni degli stessi scienziati coinvolti in questa iniziativa. Quel progetto prevedeva la creazione di un sistema DishBrain, in cui i ricercatori hanno creato un'interfaccia cervello-computer, fornendo ai neuroni semplici input sensoriali elettrici e feedback che hanno permesso loro di "imparare" il gioco.

Tuttavia, il nuovo documento vede applicazioni ancora più grandi rispetto all'ottenere celle per giocare ai videogiochi. Per prima cosa, gli organoidi cerebrali potrebbero avere applicazioni in medicina. Gli autori scrivono che la ricerca OI consentirà l'esplorazione dei disturbi dello sviluppo neurologico e neurodegenerativo interindividuale e rivoluzionerà la ricerca sui test antidroga.

Proprio come con intelligenza artificiale, ci sono preoccupazioni etiche e i ricercatori lo riconoscono. Per garantire che l'OI si sviluppi in modo eticamente e socialmente reattivo, propongono un approccio di "etica incorporata", in cui "team interdisciplinari e rappresentativi di esperti di etica, ricercatori e membri del pubblico identificano, discutono e analizzano questioni etiche e le restituiscono a informare la ricerca e il lavoro futuri.

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