Brain Activity Map: la supermappa del cervello

Un ambizioso progetto americano vuole mappare il cervello umano neurone per neurone grazie all'impiego di nano-macchine in diamante. Fantascienza? No, ma...

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Due superprogetti, uno americano e uno europeo, rivoluzioneranno le nosrte conoscenze sul cervello umano (© John Lund/Blend Images/Corbis)

Si chiama Brain Acritivity Map Project e potrebbe essere il più ambizioso studio mai tentato nella storia delle neuroscienze. Promosso dal Governo degli Stati Uniti, coinvolgerà numerose agenzie federali, centri di ricerca privati e i migliori scienziati del mondo. Secondo il New York Times l'amministrazione Obama potrebbe svelarne i dettagli all'inizio del mese di marzo.

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Nano-guerra a Parkinson e Alzheimer
Obiettivo della ricerca sarà quello di mappare l’attività di ognuno dei 100 miliardi di neuroni presenti cervello umano, per arrivare a comprendere i meccanismi che portano allo sviluppo del Parkinson, dell’Alzheimer e di altre malattie neurodegenerative e mettere così a punto cure nuove e più efficaci. Non solo: lo studio aiuterà i ricercatori a compiere significativi passi avanti nello sviluppo di intelligenze artificiali.
Un articolo comparso sul numero di giugno 2012 della prestigiosa rivista Neuron spiega alcuni dettagli del progetto. Gli scienziati ipotizzano di creare delle nanomacchine molecolari in grado di monitorare l’attività cerebrale a livello di singola cellula. Solo così saranno in grado di verificare cosa succede, istante per istante, a ogni singolo neurone del nostro cervello.

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Questi avanzatissimi sensori potrebbero essere realizzati con particelle di carbonio in scala nano, particolarmente sensibili ai campi elettrici e ai campi magnetici.
Il tutto sarà completato da tecnologie wireless per la trasmissione dei dati dei cervelli monitorati e sistemi di rappresentazione grafica 3D che consentiranno la visualizzazione delle informazioni raccolte.

Dal verme all'uomo in 20 anni 
Il primo organismo a finire sotto gli strumenti dei ricercatori sarà la Caenorhabditis elegans, un verme nematode lungo circa 1mm dotato di soli 302 neuroni e  70.000 connessioni. In 5 anni la mappatura della sua attività neuronale dovrebbe essere completa. Poi si passerà a organismi via più complessi: insetti (la drosophila melanogaster, con 135.000 neuroni), pesci (il pesce zebra, con meno di 1 milione di neuroni), topi (il mustiolo, il più piccolo mammifero vivente, con 1 milione circa di neuroni).
Nel giro di 15 anni gli scienziati dovrebbero aver sviluppato le competenze e le tecnologie per passare allo studio dei primati. E poi? Poi, se tutto andrà bene, potrà essere il turno dell’uomo.
Lo studio potrebbe ricevere finanziamenti per 300 milioni di dollari l’anno, ma gli avanzamenti che permetterà di ottenere in vari campi della medicina e della tecnologia dovrebbero consentire un rientro in tempi brevi delle somme investite.

Nanotecnologie: la scienza incontra l'arte

Il progetto europeo. Contemporaneamente la Commissione Europea ha finanziato con i primi 54 milioni di euro lo Human Brain Project, un supercomputer che raccoglierà tutte le conoscenze scientifiche sul cervello. Obiettivo del progetto, che complessivamente costerà 1,2 miliardi di euro, è realizzare un simulatore fedele del cervello umano da utilizzare per lo studio delle malattie neurologiche, dei disturbi del sistema nervoso e per la messa a punto e la sperimentazione di nuovi farmaci.

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27 Febbraio 2013 | Rebecca Mantovani