Un gruppo di bioingegneri all’Università di Stanford ha creato un circuito capace di simulare un cervello umano con un milione di neuroni e qualche miliardo di collegamenti neuronali (sinapsi), in grado di riprodurre l’attività cerebrale in tempo reale. Si chiama Neurogrid, ha le dimensioni di un iPad, è 9000 volte più veloce di un personal computer e consuma la stessa potenza di un caricatore per cellulare. Per fare un confronto, uno tra i 3 supercomputer più veloci al mondo, il Blue Gene/Q Sequioia della Ibm, è 1500 volte più lento, e consuma 8 milioni di volte di più.
Neurogrid rappresenta un enorme passo avanti rispetto ai precedenti simulatori di cervello, ma riesce a coprire una frazione ancora molto ridotta degli 80 miliardi di neuroni presenti in un cervello umano. Gli sviluppi applicativi dello studio sono comunque innumerevoli e di grande importanza. Non solo sarà un potente strumento d’indagine per gli studi neurologici sul funzionamento del principale organo umano e della modellizzazione di malattie come autismo e schizofrenia, ma può aprire la strada a interessanti sviluppi anche nel campo dell’informatica e della robotica.
Gli sviluppatori di Neurogrid, guidati da Kwabena Bohaen, direttore del laboratorio di ricerca “Brains in Silicon”, stanno cercando infatti di configurare il circuito per il controllo di arti protesici per pazienti con paralisi.
Ma come fa Neurogrid ad essere così veloce? Il segreto sta nel suo meccanismo di calcolo e trasmissione dei dati. Mentre i normali computer e supercomputer eseguono i calcoli e trasportano i risultati per mezzo di ripetizioni successive di operazioni binarie (“vero/falso”, “sì/no”), il cervello umano basa le sole comunicazioni su segnali continui, molto più simili a segnali analogici. Neurogrid adotta lo stesso metodo ibrido di comunicazione del cervello, digitale per le operazioni e analogico per il trasferimento dei risultati. Questo meccanismo consente di eseguire più di un milione di miliardi di operazioni al secondo, essendo al contempo grandemente efficiente in termini energetici.
Attualmente, il prototipo di Neurogrid costa circa 40 mila dollari, ma i ricercatori contano di ridurre il costo di oltre 100 volte usando avanzate tecniche di produzione industriale. Tra qualche anno, quindi, potremmo andare in giro avendo in borsa un super-computer, potente ed efficiente quanto il cervello umano, al costo di uno smartphone.
Credits immagine: Evan/Flickr
Questo articolo è stato prodotto nell’ambito del Master in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della Scienza, Università di Ferrara
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