Progetto: Virtual Immersions in Science della Scuola Normale Superiore

“Un Giorno da Ricercatore”

Relatore: Cristian Vienna e.mail address: bombatomica15@gmail.com Classe 1A Informatica Istituto Tecnico e Liceo G. Marconi di Civitavecchia SPAUN: Il Cervello Artificiale Nel corso della storia scientifica, l’uomo ha sempre mostrato interesse per il cervello, che comporta all’ essere umano tanto una strabiliante complessità quanto una stupefacente naturalezza. A tal proposito, nel 2012 alcuni ricercatori della “University of Waterloo” (Canada) hanno sviluppato un cervello artificiale, SPAUN (Semantic Pointer Architecture Unified Network)1, per comprendere i meccanismi di interconnessione tra i neuroni del nostro cervello, simulandoli con le moderne tecnologie. SPAUN è un sistema informatico che riproduce un sottoinsieme del cervello umano. È composto di due milioni e mezzo di neuroni e seppur molto più lento, è altrettanto preciso nel riprodurre funzioni e comportamenti umaniche. Questo genietto artificiale simula la fisiologia di ogni singolo neurone, considerando la differenza di

potenziale che scorre tra le sinapsi; suddivide le varie cellule nervose in diversi gruppi, corrispondenti alle parti del cervello che processano le immagini, controllano i movimenti e memorizzano i ricordi a breve termine. Le diverse regioni sono collegate tra loro e si scambiano dati in modo realistico, seguendo ciò che sappiamo dei collegamenti tra le diverse aree del cervello. Le aree

1 A Large-Scale Model of the Functioning Brain. Chris Eliasmith, Terrence C. Stewart, Xuan Choo, Trevor Bekolay, Travis DeWolf, Yichuan Tang, Daniel Rasmussen. Science, 30 Nov 2012: Vol. 338, Issue 6111, pp. 1202-1205

specializzate della corteccia cerebrale umana vengono simulate con otto diversi algoritmi specifici, grazie ai quali SPAUN è in grado di riconoscere numeri, eseguire operazioni aritmetiche, risolvere elementari ragionamenti logici, ricordare liste e disegnare grazie al braccino meccanico di cui è dotato; quest’ultimo è modellizzato con precisione con tanto di peso, inerzia e velocità di movimento. Proprio come un cervello umano SPAUN invecchia e commette errori. I ricercatori hanno intenzione di migliorarlo, affinchè sia in grado di imparare dai propri errori, proprio come accade nell’uomo. Inoltre, simulando l’invecchiamento disattivando gradualmente una parte dei neuroni si è potuto osservare come si verifica il declino cognitivo a cui vanno soggetti gli uomini con gli anni; ciò risulterà molto utile nella neurologia, per studiare il comportamento dei neuroni colpiti da malattie degenerative. La messa a punto di SPAUN, e anche l’evoluzione di questo cervello artificiale consentirà di acquisire nuovi sviluppi scientifici e tecnologici così come nuove terapie per patologie come l’autismo e la schizofrenia. Con SPAUN si avviano le basi per nuovi studi più avanzati nel campo dell’intelligenza artificiale, ma forse il campo più interessante che consente di esplorare un cervello artificiale è relativa a quella parte di cervello a noi ignota che infatti sembra silente. Fonti considerate: http://nengo.ca/build-a-brain/spaunvideos http://scienze.fanpage.it/spaun-un-cervello-senza-corpo/ http://www.popsci.com/science/article/2012-11/meet-spaun-first-computer-model-complex-brain-behavior http://www.nature.com/news/simulated-brain-scores-top-test-marks-1.11914