neuroni artificiali

I neuroni artificiali sono del tutto simili ai neuroni normali e per funzionare consumano davvero pochissima energia. Ciò, li rende particolarmente adatti per l’uso in impianti medici e atri dispositivi bioelettronici. Sembrerebbe che i neuroni artificiali possano comunicare con la loro controparte biologica ricorrendo all’uso della luce.

A dimostrarlo è uno studio condotto da un team di ricercatori internazionale dell’Istituto di ricerca sanitaria Biocruces (Spagna), dell’Istituto di scienze industriali, dell’Università di Tokyo e del Laboratorio IMS e dell’Università di Bordeaux. Lo studio è stato poi pubblicato sulle pagine della autorevole rivista Scientific Reports. Nello specifico il team di ricercatori ha sviluppato un sistema per permettere ai neuroni artificiali di comunicare con i neuroni normali.

Questo nuovo sistema utilizza i segnali prodotti all’interno delle reti neurali spiking (Spiking Neural Network, SNN). Queste ultime sono reti neurali artificiali ad impulso che tendono a limitare in modo efficiente le reti neuronali biologiche. In termini pratici, il sistema converte i segnali elettrici artificiali in un modello visivo il quale, a sua volta, serve per attivare i neuroni reali tramite stimolazione optogenetica. Quest’ultima, è una tecnica basata sull’utilizzo di proteine sensibili alla luce prelevate, ad esempio, da alghe oppure da determinati animali.

Neuroni artificiali per ripristinare circuiti dei cervelli biologici danneggiati

Tale sistema potrebbe rivelarsi utile per i futuri dispositivi neuroprotesici che potrebbero sostituire i neuroni danneggiati con circuiti di neuroni artificiali. Però, imitare i neuroni reali del cervello è molto difficile in quanto gli stessi neuroni comunicano in modo preciso e dunque difficile da imitare con una rete neurale elettronica. Per tale ragione i ricercatori hanno pensato di convertire i segnali elettrici in luce. Nello specifico, gli scienziati hanno utilizzato proteine che si attivano in presenza di luce blu per convertire l’elettricità della rete neuronale in uno schema che permette di produrre un’attività sincrona che segue un determinato ritmo.

Il vero successo del presente studio è stato quello di aver capito che i ritmi dei neuroni artificiali dovevano corrispondere a quelli dei neuroni reali. Una volta fatto ciò, essi hanno permesso la comunicazione tra i neuroni sintetici e quelli biologici. Si tratta di un sistema davvero straordinario che potrebbe rivoluzionare il campo delle neuroprotesi. Infatti, esso potrebbe permette di sostituire i circuiti dei cervelli biologici danneggiati per ripristinare la comunicazione tra le varie aree dello stesso cervello.