Lo spazio che crea i #ricordi

L’italiano Flavio Donato “Ecco dove nasce il libretto d’istruzioni del nostro #cervello”

“Abbiamo scoperto i #neuroni che assemblano la memoria”

Le cellule neurali non sono tutte uguali. C’è una gerarchia Abbiamo capito chi le guida, dando il tempo a tutte le altre

L’ambizione di ricreare in #silico alcune #funzioni del cervello umano è un obiettivo meno lontano di quello che pensiamo

di Elena Dusi (Repubblica 30/10/17)

ROMA. Ieri c’è stata la prima nevicata abbondante, con le ore di luce ridotte a una manciata. «Un clima fantastico per lavorare» ride Flavio Donato, 34 anni, laurea in biotecnologie a Roma, dottorato a Basilea e oggi un lavoro da ricercatore post-doc all’università di Trondheim. «Sono al quarto anno in Norvegia e mi trovo bene». La rotta verso l’estremo nord lo ha portato accanto ai coniugi Edvard e May-Britt Moser, Nobel per la medicina nel 2014 con la scoperta del “gps del cervello”. Il giorno dopo aver vinto il premio Eppendorf&Science per la neurobiologia, Donato ha tutte le ragioni per essere soddisfatto. Come scrive nel saggio su Science che gli è valso il primo premio, il suo lavoro ha a che fare con la vicina di casa Ikea. Consiste infatti nel trovare le istruzioni di assemblaggio di una scatola molto speciale: il cervello. «Abbiamo un gruppo di componenti, i neuroni, che devono essere assemblati in modo preciso per svolgere una funzione» spiega Donato. «Noi vorremmo capire dove nasce il libretto delle istruzioni».

Studiare le istruzioni del cervello intero è forse, al momento, un obiettivo troppo ambizioso. Donato si è concentrato su un singolo “scaffale” del mobile: quel circuito cerebrale che ha portato a casa Moser il Nobel più nordico della storia. Si tratta di una rete formata da due aree che si chiamano corteccia entorinale e ippocampo. «È il network di neuroni che permette al cervello di crearsi una mappa dello spazio in cui vive, un contenitore in cui collocare i ricordi e pianificare le azioni future. È grazie a questa struttura che ricordiamo dove abbiamo parcheggiato la macchina la mattina e pianifichiamo il tragitto per riprenderla la sera. Ed è lei, guarda caso, ad essere attaccata per prima dalla proteina tau che causa l’Alzheimer».

Dell’area che ci permette di rappresentare lo spazio Donato ha studiato le regole di “montaggio”. Ha spiegato cioè come questo circuito di neuroni si forma, si dispone e si attiva nelle prime fasi della vita. «Abbiamo osservato i topi fino all’età di un mese», che corrisponde all’adolescenza negli esseri umani. «Più che un libretto delle istruzioni, abbiamo trovato un direttore d’orchestra. Fra i neuroni infatti esiste una gerarchia. Noi abbiamo capito chi li guida, dando il tempo a tutti gli altri. Sono le cosiddette cellule stellate, che inviano segnali agli altri neuroni per spingerli a maturare, formare reti e connessioni ». Dal momento che nell’infanzia – la fase in cui le cellule stellate sono più attive – la plasticità del cervello è massima, comprendere lo spartito dei direttori d’orchestra avrebbe la sua importanza anche per quegli adulti che la sera non ricordano dove hanno lasciato l’auto. «Un giorno – guarda in avanti Donato – potremmo forse pensare di far tornare plastico anche il cervello dell’adulto».

A sentire parlare di cervelli che assomigliano a scaffali, in realtà, viene subito da pensare al riduzionismo e alla similitudine fra cervello naturale e artificiale. «Semplicemente, l’idea dei mobili Ikea mi sembrava efficace» spiega Donato. «Per pubblicare il saggio su Science mi avevano raccomandato di scrivere come se dovessi far capire a mia nonna. Spiegare in modo chiaro è una delle funzioni più importanti del nostro lavoro. Le polemiche sui vaccini in Italia ci ricordano quanto sia importante che il mondo accademico riesca a informare correttamente la società». Il tema del cervello, conferma il giovane neuroscienziato, «è diventato centrale nel dibattito pubblico, non solo per l’incidenza delle malattie, ma anche per lo sviluppo di reti neurali ibride, intelligenza artificiale e realtà virtuale». Realtà virtuale, tra l’altro, che è stata usata in alcuni esperimenti sui topolini a Trondheim. «Anche per ricreare – spiega Donato situazioni fisicamente impossibili, come l’assenza di gravità o la mancanza di confini fra gli oggetti, e di capire quali elementi sono davvero essenziali per rappresentare dello spazio». Ma a furia di smontare neuroni e decodificare istruzioni di assemblaggio, è all’obiettivo di un’intelligenza artificiale più efficiente di quella umana che si ambisce? «Più efficiente magari no, ma l’ambizione di ricreare in silico alcune funzioni del cervello umano è molto sentita nel nostro ambiente. A mio parere, è un obiettivo meno lontano di quel che pensiamo».

Flavio Donato ha appena vinto il premio Eppendorf&Science dedicato alle promesse della neurobiologia mondiale. Lavora da 4 anni al Politecnico di Trondheim, in Norvegia. Ha 34 anni, si è laureato a Roma in biotecnologie, poi ha proseguito con