I ricercatori della Johns Hopkins University hanno condiviso il loro piano per”l’intelligenza organoide”. Il team sta lavorando per creare un”biocomputer”alimentato da cellule cerebrali umane, che secondo loro potrebbe espandere in modo esponenziale le capacità dell’informatica moderna e creare nuovi campi di studio.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Le frontiere della scienza.
L’ascesa del biocomputing strong>
Thomas Hartung è professore di scienze della salute ambientale presso la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health e la Whiting School of Engineering. Sta guidando il progetto.
“L’informatica e l’intelligenza artificiale hanno guidato la rivoluzione tecnologica, ma stanno raggiungendo un limite”, ha affermato Hartung.”Il biocomputing è un enorme sforzo per compattare la potenza computazionale e aumentarne l’efficienza per superare i nostri attuali limiti tecnologici.”
Per quasi due decenni, i ricercatori hanno utilizzato minuscoli organoidi, tessuti cresciuti in laboratorio che assomigliano a organi completamente cresciuti , di sperimentare su reni, polmoni e altri organi senza ricorrere a test sull’uomo o sugli animali. Hartung e colleghi della Johns Hopkins hanno lavorato più recentemente con organoidi cerebrali, sfere delle dimensioni di un punto di penna con neuroni e altre caratteristiche che promettono di sostenere funzioni di base come l’apprendimento e il ricordo.
“Questo apre la strada alla ricerca su come funziona il cervello umano”, ha detto Hartung.”Perché puoi iniziare a manipolare il sistema, facendo cose che non puoi fare eticamente con i cervelli umani.”
Hartung ha iniziato a crescere e ad assemblare cellule cerebrali in organoidi funzionali nel 2012 utilizzando cellule di campioni di pelle umana riprogrammate in un embrione stato simile a una cellula staminale. Ogni organoide contiene circa 50.000 cellule, circa le dimensioni del sistema nervoso di un moscerino della frutta. Ora immagina di costruire un computer futuristico con tali organoidi cerebrali.
Immagine ingrandita di un organoide cerebrale prodotto nel laboratorio di Thomas Hartung, colorato per mostrare i neuroni in magenta, i nuclei cellulari in blu e altre cellule di supporto in rosso e verde. Immagine: Jesse Plotkin/Johns Hopkins University
Costruire un computer futuristico con organoidi cerebrali
Secondo Hartung, i computer che girano su questo”hardware biologico”potrebbero iniziare ad alleviare le richieste di consumo energetico del supercalcolo che stanno diventando sempre più insostenibili. Anche se i computer elaborano calcoli che coinvolgono numeri e dati più velocemente degli umani, i cervelli sono molto più intelligenti nel prendere decisioni logiche complesse, come distinguere un cane da un gatto.
“Potrebbero volerci decenni prima di raggiungere l’obiettivo di qualcosa paragonabile a qualsiasi tipo di computer”, ha affermato Hartung.”Ma se non iniziamo a creare programmi di finanziamento per questo, sarà molto più difficile.”
L’intelligenza organoide potrebbe anche rivoluzionare la ricerca sui test antidroga per i disturbi del neurosviluppo e la neurodegenerazione.
Lena Smirnova è un assistente professore di salute ambientale e ingegneria della Johns Hopkins che co-conduce le indagini.
“Vogliamo confrontare gli organoidi cerebrali di donatori tipicamente sviluppati con gli organoidi cerebrali di donatori con autismo”, ha affermato Lena. “Gli strumenti che stiamo sviluppando per il calcolo biologico sono gli stessi strumenti che ci permetteranno di comprendere i cambiamenti nelle reti neuronali specifiche per l’autismo, senza dover usare animali o accedere ai pazienti, in modo da poter comprendere i meccanismi alla base del perché i pazienti hanno queste cognizioni problemi e menomazioni.”
Per valutare le implicazioni etiche del lavoro con l’intelligenza organoide, all’interno del team è stato inserito un consorzio eterogeneo di scienziati, esperti di bioetica e membri del pubblico.