Quanti processi paralleli nel cervello umano ?

Creare un elaboratore che simuli il cervello umano è il sogno di molti scienziati cibernetici, che nelle notti del tempo si confonde e si intreccia con quella irrazionale volontà di somigliare a Dio. A questo ancora nessuno ci è arrivato, nonostante gli sforzi e le strabilianti meraviglie della tecnologia moderna. Quello che è certo, comunque, è che la nostra macchina pensante svolge molti compiti nello stesso tempo, ciò che i tecnici chiamano parallelismo. Ora uno studio dell’Università di Atene ha dimostrato, mediante l’uso della risonanza magnetica funzionale (fMRI), che nel caso di azioni per noi semplici si può arrivare a fino 50 processi contemporanei.

 

Il cervello si compone di circa 100 miliardi di neuroni, ognuno dei quali è mediamente connesso con altri 10000 vicini. E’ stato calcolato anche l’equivalente elettrico di questa straordinaria struttura, che nel caso di particolari sforzi arriva solo a 20 watt, con i quali accenderemmo a stento una lampadina: sono prestazioni che i progettisti di computer invidiano senza tanto nasconderlo. In medicina diagnostica l’utilizzo della risonanza magnetica, tradizionale prima e funzionale dopo, ha permesso di fare un grande passo avanti nella conoscenza dei meccanismi di attivazione delle aree del cervello in funzione degli stimoli. In particolare le macchine fMRI si basano sulle variazioni dei livelli di ossigeno nel sangue che passa attraverso il cervello: questi livelli rivelano quindi la maggiore o minore attività delle aree cerebrali. 

Il dottor Harris Georgiou ha guidato l’equipe greca nell’analisi neurale, creando innanzitutto dei dati virtuali simili a quelli che genera la fMRI, ricavati da otto diversi segnali con caratteristiche statistiche paragonabili a quelle rilevabili sul cervello. Una volta validato questo modello, ha sottoposto nove adulti sani ad un centinaio di rilevazioni basate su due prove. Nella prima si mostravano due colori diversi su uno schermo e ognuno doveva indicarli con l’indice di una mano, in funzione della posizione del colore visualizzato: la apparente difficoltà era data dall’indicare il colore sul lato opposto a quello della mano usata per indicarlo. La seconda prova era un tipico riconoscimento visivo: tra gli oggetti che scorrevano sullo schermo si chiedeva di individuare quelli simili anche se mostrati da angolazione diversa.

I risultati hanno evidenziato circa 50 processi indipendenti nella prima prova e un numero di poco inferiore nella seconda. Ma l’informazione principale ottenuta dalla ricerca è che il parallelismo con cui lavora la nostra materia grigia si trova ad un livello strutturale più alto rispetto ai singoli neuroni. Potrebbe essere questo il punto di partenza per progettare calcolatori con prestazioni più vicine a quelle del cervello. Infatti, gli attuali chip neuromorfi (la cui struttura tende ad imitare la morfologia del cervello) contengono un milione di neuroni artificiali ciascuno con solo 256 connessioni, ancora poco rispetto alla realtà; l’fMRI usata da Georgiou ha evidenziato attività parallele tra gruppi di circa tre milioni di neuroni, ognuno avente diverse migliaia di collegamenti con quelli adiacenti. 

Molti film in passato ci hanno affascinato con la presenza di computer che pensavano come l’uomo e addirittura rischiavano di soppiantarlo. Il grande Kubrick ce ne diede un assaggio nel ’68 con il suo HAL in 2001 Odissea nello spazio. Da allora l’intelligenza artificiale ha avuto una grande evoluzione, ma è impensabile spingere a tavoletta su queste strade senza le dovute considerazioni etiche. Piuttosto, ricerche come quella di Atene potrebbero aiutare a comprendere i malfunzionamenti del nostro supercomputer cranico. Per quelli da creare ex novo, per ora è sufficiente madre natura.

(fonte http://www.technologyreview.com/view/532291/fmri-data-reveals-the-number-of-parallel-processes-running-in-the-brain/)