Sta per iniziare un nuovo, esaltante capitolo della storia delle scoperte scientifiche: una sfida a due tra Stati Uniti e Unione europea per arrivare primi nello straordinario sforzo di gettare finalmente luce sui misteri del cervello umano, un autentico vaso di Pandora la cui comprensione potrà risultare decisiva per il futuro dell’umanità. Come già ai tempi della competizione nella fisica delle particelle tra le due sponde dell’Atlantico, e come attualmente sta avvenendo nella ricerca sulla fusione nucleare, in cui USA e UE portano avanti progetti differenti con una buona dose di rivalità, Barack Obama ha risposto all’annuncio della Commissione europea di finanziare con un miliardo di euro in dieci anni l’ambizioso Human Brain Project, dichiarando che gli Stati Uniti entro marzo presenteranno un progetto, battezzato Brain Activity Map project, che nello stesso lasso di tempo di quello a guida europea cercherà di imitare lo storico risultato compiuto dal progetto genoma umano negli anni ’90.

Obama vuole capire come funziona il cervello

Anticipando al New York Times qualche giorno fa i dettagli del programma, l’amministrazione Obama ha puntato soprattutto ad illustrare gli obiettivi di questo sforzo: comprendere disturbi come l’Alzheimer e il Parkinson, che ormai sappiamo essere strettamente legati a malfunzionamenti di tipo genetico del cervello, ma anche individuare terapie in grado di curare una vasta gamma di malattie mentali, dall’autismo alla depressione. Non manca lo scetticismo di chi non crede nell’approccio deterministico che sostiene i due programmi, quello europeo e quello americano. Da tempo i neuroscienziati si sono divisi in due scuole di pensiero: quella che ritiene possibile comprendere il funzionamento del cervello umano attraverso una sua analisi in dettaglio, neurone per neurone, sinapsi per sinapsi, magari simulandolo con un potentissimo calcolatore; e quella che invece sostiene l’impossibilità di riprodurre “in laboratorio” il nostro cervello, la più complessa struttura dell’universo conosciuto: a loro dire, l’approccio deterministico – che consiste nello studiare le singole parti per comprendere l’insieme – non permetterà di svelare il vero segreto del cervello, la mente, che è ciò che ci rende diversi da tutti gli altri esseri viventi.

Perché è nella mente che si cela la vera posta in gioco dei due programmi di ricerca. Al di là degli obiettivi medici e terapeutici, i neuroscienziati puntano a scoprire in che modo questo complesso insieme di “cellule grigie” riesce a produrre la coscienza, la consapevolezza di sé, l’intelligenza che contraddistingue la specie umana. Una sfida fondamentale anche per il settore dell’intelligenza artificiale, che punta a riprodurre in byte la capacità di ragionamento dell’essere umano, demolendo l’ultima barriera che separa gli uomini dalle macchine. Già nel 1950 Alan Turing aveva avanzato l’ipotesi di un’intelligenza artificiale capace, in futuro, di ingannare un esaminatore spacciandosi per un essere umano. L’idea del test di Turing in grado di distinguere tra intelligenze artificiali e umane fu resa celebre da una scena all’inizio del film-cult Blade Runner, in cui androidi del tutto identici a noi devono essere sottoposti a test stringenti per svelarne la reale identità.

“Ogni dollaro investito per mappare il genoma umano ha prodotto ritorni di 140$ per la nostra economica: per ogni dollaro”, aveva sottolineato Obama nel suo ultimo discorso sullo stato dell’Unione. “Oggi i nostri scienziati stanno mappando il cervello umano per scoprire le risposte all’Alzheimer. Stanno sviluppando farmaci per rigenerare organi danneggiati, realizzando nuovi materiali per costruire batterie dieci volte più potenti. Non è il momento di tagliare questi investimenti in scienza e innovazione capaci di creare nuovi posti di lavoro”. Una dichiarazione forte che ha entusiasmato migliaia di scienziati americani, che avevano colto la citazione di Obama sul nuovo programma di mappatura del cervello prossimo a essere finanziato. Secondo George Church, biologo molecolare di Harvard coinvolto nella pianificazione del Brain Activity Map project, il costo sarà di 300 milioni l’anno, 3 miliardi di dollari in un decennio. Più di quanto finanziato dall’Unione europea.

Come studiare il cervello (senza aprirlo)

Le stime si basano sui costi del progetto genoma umano, che nel corso degli anni ’90 giunse a un totale di 3,8 miliardi di dollari, producendo ritorni economici calcolati – al 2010 – in ben 800 miliardi. Il problema nel caso del cervello consiste nella difficoltà di studiarne l’attività “in vivo”. Una cosa era estrarre il genoma da un gruppo di cellule umane e mapparlo in laboratorio, un’altra è prendere un cervello vivo e “dissezionarlo”. Non dobbiamo aspettarci scene horror di vivisezioni e lobotomie, ovviamente. Negli ultimi anni la tecnica fRMI, o neuroimaging funzionale, ha permesso ai neuroscienziati di isolare le aree del cervello deputate a funzioni diverse attraverso l’utilizzo di macchinari di risonanza magnetica particolari. Un’autentica rivoluzione che presto potrebbe avvalersi di un’ulteriore arma offerta dalla nanotecnologia. L’ipotesi allo studio è di inserire nel cervello una vera e propria flotta di rilevatori della grandezza di una molecola in grado di analizzare e misurare in modo non invasivo l’attività del cervello a livello cellulare.

L’Europa vuole fare qualcosa di diverso. Usando le stesse tecniche, intende riprodurre il cervello umano su un simulatore e vedere che cosa ne esce fuori. Per riuscirci sarà necessario investire massicciamente nel settore dell’informatica, realizzando supercomputer molto più potenti di quelli attualmente in circolazione. L’idea è che, una volta completato questo sforzo immane, gli scienziati di tutto il mondo potranno lavorare direttamente sulla simulazione facendo a meno di un “campione” biologico, perché il cervello umano fatto di byte sarà un’esatta replica di quello fatto di neuroni. Lo Human Brain Project prende le mosse da un analogo progetto, meno ambizioso, chiamato Blue Brain Project, che negli ultimi anni ha dimostrato la fattibilità tecnica dell’impresa di simulare il nostro cervello, convincendo gli scienziati che, con un investimento sufficiente, l’obiettivo sia a portata di mano.

Ci riusciremo davvero?

Ovviamente non mancano le critiche. Il neuroscienziato Sebastian Seung nel suo libro Connectome sostiene la debolezza del risultato finale: “Chiunque può simulare un gran numero di equazioni e sostenere che funzionano come un cervello. Non hai nemmeno bisogno di un supercomputer per farlo. Ma dove sono le prove?”. A suo dire, anche se il cervello simulato fosse in grado di superare il test di Turing, potrebbe trattarsi semplicemente di qualcosa di nuovo, di diverso dal nostro cervello. Se gli scienziati sbagliassero a riprodurre qualcosa nel complesso e ancora in gran parte sconosciuto sistema di connessioni tra i neuroni (quello che Seung chiama il “connettoma”), il risultato sarebbe una simulazione sbagliata.

Nonostante sia da poco stato chiamato a guidare un team di sviluppatori di Google, il guru del postumanesimo, Ray Kurzweil, da tempo convinto assertore del fatto che entro il 2045 l’intelligenza artificiale supererà quella umana, è spesso criticato da molti esperti per il suo eccesso di “ottimismo”. Qualche giorno fa all’annuale meeting dell’American Association for the Advancement of Science a Boston il professor Miguel Nicolelis, neuroscienziato della Duke University, ha ribadito la sua convinzione che il cervello umano non possa essere riprodotto al computer a causa della sostanziale imprevedibilità dei sistemi che lo compongo. E ha giudicato le teorie di Kurzweil “aria fritta”. Piuttosto saranno le macchine impiantate nel nostro cervello a rappresentare la frontiera delle neuroscienze. Non saranno i computer a diventare più intelligenti, saremo noi a diventare più simili ai computer.