a cura del Prof. Luigi Campanella

Il cervello umano contiene un numero di cellule pari a quello delle stelle della Via Lattea, circa 100 miliardi, in grado di formare centinaia di migliaia di miliardi di connessioni, una cifra a 14 zeri. Sono questi alcuni dei numeri da record di quella che è stata definita la “struttura conosciuta” più complessa dell’universo. Per comprenderne il suo funzionamento, l’Europa ha deciso di investire 500 milioni di euro, nel decennio 2013-2023, con lo Human Brain Project (HBP). Un progetto ambizioso, in cui è appena entrato anche l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), alla guida del consorzio WAVESCALES (WAVE SCALing Experiments and Simulations), uno dei 4 vincitori, su 57 proposte, della recente Call for Expressions of Interest (CEoI) di HBP.

Uno degli obiettivi del consorzio è realizzare una simulazione computerizzata dell’attività cerebrale e delle sue capacità cognitive, per migliorare comprensione, diagnosi e terapia dei disordini neurali. A coordinarlo il ricercatore dell’INFN Pier Stanislao Paolucci. “Lo scopo dell’INFN in WAVESCALES – spiega Paolucci – è realizzare una simulazione del funzionamento cerebrale su grande scala, con particolare riferimento alla propagazione di onde cerebrali durante il sonno profondo e l’anestesia, e nel corso della transizione allo stato cosciente, per mezzo delle cosiddette reti neurali. In particolare, il laboratorio Array Processor Experiment (APE Lab) dell’INFN – creato da Nicola Cabibbo e Giorgio Parisi per effettuare simulazioni di fisica subnucleare, ad esempio nella cromodinamica quantistica – svilupperà il simulatore di reti neurali. Faremo, cioè, ricorso – aggiunge Paolucci – a modelli matematici di neuroni e sinapsi artificiali per imitare il funzionamento cerebrale, confrontando poi le simulazioni con misure in vivo su esseri umani effettuate durante il progetto, ad esempio con tecniche non invasive come la risposta elettro-encefalografica a stimolazioni magnetiche”.

Il consorzio WAVESCALES riunisce 5 partner: tre specializzati nelle misure sperimentali di cervelli umani e di topi, e altri due che si concentreranno, invece, sulla creazione di modelli teorici e simulazioni computerizzate. Oltre all’INFN, coordinatore del progetto, ne fanno parte l’Università degli Studi di Milano, l’Institut D’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS e l’Institut de BioEnginyeria de Catalunya (IBEC), entrambi a Barcellona, e l’Istituto Superiore di Sanità (ISS), a Roma. “L’INFN potrà sicuramente dare un contributo significativo allo HBP, – conclude Paolucci – grazie alla sua lunga esperienza nella costruzione dei più complessi apparati sperimentali esistenti al mondo”.

Il progetto dovrebbe ricevere, previa approvazione nei prossimi mesi da parte della Commissione Europea, un finanziamento di 2 milioni di euro per i primi mesi, con possibili estensioni negli anni successivi, e partire così nella primavera 2016. Proprio nei giorni scorsi, la Commissione Europea si è impegnata a finanziare per altri tre anni lo HBP, che ad aprile 2016 concluderà la sua fase preliminare: la prosecuzione dovrebbe, quindi, essere garantita almeno fino al 2019, con uno stanziamento minimo di 89 milioni di euro l’anno.

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