Blue Brain Project, la grande impresa di Joe Graham per capire il nostro cervello

“Il cervello umano è la cosa più complessa dell’universo conosciuto. Esso ci permette di fare cose incredibili “, ha detto Graham.

Durante la specializzazione presso l’ASU, Graham si è interessato ai neuroni motori,  ovvero la via finale di controllo che permette di coordinare il movimento del midollo spinale e del cervello. Graham ha lavorato sulla modellazione simulando un comportamento elettrico in movimento attraverso i neuroni, e ha pubblicato un libro sul suo lavoro che ha contribuito a spiegare le differenze di comportamento dei motoneuroni, prima e dopo le lesioni del midollo spinale.

Parte della sua ricerca è stata dedicata alla modellazione della corrente che scorre dentro e fuori i dendriti, le strutture ad albero del corpo cellulare. Lo sviluppo di modelli di questi rami e la progettazione di software per ricostruire i rami dei dendriti, ha creato un potenziale per generare un numero illimitato di neuroni motori “virtuali” che sono indistinguibili da quelli veri.

Graham ha lavorato al Blue Brain Project dopo aver conseguito la laurea in Bioingegneria e il dottorato in neuroscienze presso ASU. 

“Il Blue Brain Project ha bisogno di molte morfologie neuronali (le cellule che compongono la forma e la struttura del cervello), ma non c’è modo di ricostruire abbastanza, attraverso la sperimentazione, per fare un modello del cervello”, ha detto Graham. Lo scienziato ha lavorato su come applicare la sua opera nei motoneuroni, i neuroni del cervello, e ha generato questi attraverso la modellazione.

Nel corso del prossimo decennio, gli studiosi del progetto lavoreranno per soddisfare gli obiettivi, tra cui la modellazione di un cervello di topo in cinque anni e un modello completo del cervello umano entro 10 anni. “Nei mammiferi, il sistema nervoso è molto simile tra le specie”, ha detto Graham.

Tre grandi pilastri sono riuniti nel Blue Brain Project – le neuroscienze,la medicina e il calcolo ad alte prestazioni. Le neuroscienze permettono simulazioni di enorme grandezza, mentre la medicina esplora malattie cerebrali come l’autismo.

“Queste malattie cerebrali sono così grandi che abbiamo bisogno di una simulazione per vedere i grandi cambiamenti tra lo stato di malattia e lo stato normale. Questo potrebbe essere un modo per diminuire notevolmente il tempo necessario per studiare nuovi farmaci per il morbo di Parkinson e di altre patologie. Il nostro cervello è ciò che siamo. Quando qualcosa va male, gli effetti sono molto profondi, “ha  concluso Graham .

Per farlo, occorrono computer che oggi non esistono ancora, ma che saranno  realtà intorno al 2020. Un supercomputer con una velocità di calcolo nell’ordine degli exaflop (oggi i supercomputer raggiungono svariati teralop, un’inezia in confronto) e una memoria di calcolo nell’ordine degli exabyte, cioè dieci miliardi di miliardi di byte. A quel punto, avremo computer sui quali far girare il più straordinario software dell’universo:  ovvero la mente umana.