Si chiama “AICult: Artificial Intelligence with Cultured Neuronal Networks” il progetto di cui è parte il Laboratorio di Biologia della Scuola Normale Superiore: obiettivo sviluppare reti neurali capaci di svolgere compiti di Intelligenza Artificiale.
Questo articolo è stato pubblicato sul numero di settembre 2023 di EXL Magazine.
PISA, 20 gennaio 2028. Il Laboratorio di Biologia della Scuola Normale Superiore è partner di un progetto per la creazione di intelligenza artificiale direttamente da cellule cerebrali coltivate in laboratorio. Si chiama “AICult: Artificial Intelligence with Cultured Neuronal Networks” e ha ottenuto un finanziamento Prin: è realizzato insieme a Isti-CNR (Principal Investigator) e Sissa di Trieste.
Da anni in ambito medico si cerca di ricreare determinate funzioni cerebrali con programmi di intelligenza artificiale, che si basano su reti neurali artificiali (ANN). GLI ANN, modelli matematico-informatici ispirati al modello delle reti neurali biologiche, sono capaci di apprendere perché sfruttano meccanismi simili a quelli dell’intelligenza umana e degli animali più evoluti. Insomma, funzionano perché “copiano” le reti neurali biologiche vere.
«Il nostro obiettivo è un deciso cambio di paradigma – spiega Federico Cremisi, professore di Fisiologia della Scuola Normale Superiore -. Le reti neurali che andremo a sviluppare non sono repliche di modelli, ma reali, coltivate da cellule cerebrali. L’obiettivo è creare dispositivi basati su colture di cellule cerebrali capaci di apprendere e svolgere compiti di Intelligenza Artificiale. Per ottenere questo saranno integrate competenze di intelligenza artificiale, neuroscienze e biologia cellulare».
Gli ambiti di applicazione di questa nuova tecnologia sono i più svariati: sicuramente il primo e più immediato è quello biomedico. Il Laboratorio di Biologia della Scuola Normale è attivo in molteplici filoni di ricerca ma soprattutto sulla plasticità cognitiva e dunque sullo studio di malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Dunque è in questo specifico ambito che potrebbero concentrarsi i primi risultati: la realizzazione di retei neurali coltivate porterà a una migliore comprensione del cervello biologico e dei suoi meccanismi, con il passo immediatamente successivo che sarà la possibilità di modellare malattie cognitive in vitro e dunque comprendere a fondo come esse si generano.
Ma questa proposta va oltre il settore biomedico: non è fantascienza poter pensare di realizzare i futuri computer sostituendo i chip in silicio con colture di cervello create in laboratorio: una soluzione per avere processori più veloci, flessibili e con consumi di energia molto più bassi.
«Si svilupperanno soluzioni di addestramento e interazione con reti neurali coltivate, utilizzando tecnologie all’avanguardia come l’optogenetica (la metodologia che permette di stimolare cellule cerebrali con la luce) – conclude Cremisi -. Il successo di questo lavoro avrà implicazioni nel ridurre l’energia e l’inquinamento associati all’Intelligenza Artificiale basata su reti neurali artificiali e aprirà nuove opportunità scientifiche».
Il prodotto finale della ricerca sarà un coprocessore AI “biologico” in grado di eseguire compiti AI e confronti tra normali reti neurali coltivate e reti neurali coltivate di neuroni portatori di mutazioni genetiche associate a malattie cognitive.
Andrea Pantani
