Leggere il pensiero

Le cavie vanno al cinema. E gli scienziati indovinano dai loro neuroni il film che stanno guardando

di Elena Dusi

La ricostruzione dei neuroni e delle sinapsi del cervello di un topo dell'Allen Institute

La ricostruzione dei neuroni e delle sinapsi del cervello di un topo dell'Allen Institute 

Londra, esperimento sui topi di laboratorio. I ricercatori sono riusciti a ricostruire i contenuti di un video (molto semplice) osservando l’attivazione del cervell

Nel fondo delle pupille, fin dove la luce si imprime nel cervello, gli scienziati sono riusciti a vedere. Hanno guardato negli occhi di un topo di laboratorio e hanno decifrato le immagini che stava osservando. Senza bisogno di parlare, solo decodificando l’attività dei suoi neuroni, hanno ricostruito il video cui la cavia stava assistendo.

L’esperimento è avvenuto all’University College London ed è pubblicato sulla rivista eLife. È solo l’ultima tappa di una serie di passi avanti che i neuroscienziati stanno compiendo per avvicinarsi a quella che la fiction chiama lettura del pensiero. Mentre le cavie guardavano il film, gli scienziati seguivano le attivazioni dei singoli neuroni della corteccia visiva tramite uno speciale microscopio applicato al cranio. Usando degli algoritmi di intelligenza artificiale sono riusciti a tradurre i segnali elettrici del cervello in immagini.

I film per le cavie non avevano una trama appassionante: si trattava di una serie di punti che si illuminavano a caso sullo schermo, di figure umane, al massimo c’era una scena di lotta. Gli scienziati inglesi spiegano di aver ottenuto con le loro ricostruzioni una risoluzione doppia rispetto agli esperimenti del passato.

I tentativi di tradurre il pensiero in immagini vanno avanti infatti da circa quindici anni. Negli uomini non è certo possibile applicare un microscopio al cranio. Si usa allora la risonanza magnetica funzionale, che evidenzia le aree cerebrali attive in ciascun momento. Nei vari esperimenti recenti, gli apparecchi hanno trasformato i segnali del cervello in immagini ancora un po’ sfocate, ma molto significative.

L’affascinante mistero

Nel topo, dove ci si permette di usare strumenti più invasivi, si è riusciti a ricostruire l’attivazione attimo per attimo di circa 8mila neuroni, sufficienti per ricostruire un’immagine fedele del filmato. L’obiettivo non è tanto carpire i pensieri segreti dei roditori, ma capire i meccanismi profondi del funzionamento del sistema occhio-cervello. Come un segnale luminoso viene raccolto dalla retina e trasformato in immagine resta per alcuni aspetti un affascinante mistero. E non è detto che i dettagli siano uguali per tutte le specie.

L’esperimento

“Volevamo capire come il cervello interpreta ciò che vede” ha spiegato Joel Bauer, la coordinatrice della ricerca. “I metodi usati finora vanno bene solo per situazioni ben precise, quelle per le quali sono stati testati. Cercavamo uno strumento più generale per riprodurre le immagini rappresentate dal cervello e confrontarle con quelle reali”.

All’esperimento sono stati sottoposti 10 topi, ma solo 5 hanno dato risultati soddisfacenti. “Da loro abbiamo ottenuto una ricostruzione di alta qualità di 10 secondi di video” aggiunge la ricercatrice.

Scopo filosofico

Lo scopo degli studi condotti a Londra è quasi filosofico. “Sappiamo che la rappresentazione del mondo che abbiamo nella nostra testa non riflette perfettamente la realtà. Il processo visivo altera e distorce le immagini modificando le informazioni che riceviamo dall’esterno. Il nostro obiettivo è capire come questo processo avviene nel cervello”.