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Neuroscienze


Buona partenza per il progetto di studio del cervello


Di Simon Bradley, Heidelberg


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Un anno dopo il lancio dello Human Brain Project (HBP) – un enorme programma di studio del cervello umano promosso dalla Commissione europea – i ricercatori hanno già presentato alcuni risultati di rilievo. Questi primi successi potrebbero spegnere le critiche mosse da diversi neuroscienziati nei confronti del megaprogetto.

“I progressi sono stati piuttosto notevoli”, ha affermato Henry Markram, direttore del progetto, nel corso di una conferenza tenuta a fine settembre a Heidelberg, in Germania, per fare il punto sull’evoluzione dello ricerche. “Il piano che abbiamo immaginato il primo giorno è stato eseguito straordinariamente bene. Alcuni sottoprogetti hanno addirittura compiuto passi che non attendevamo prima di due o tre anni di lavori”.

Circa 400 partecipanti allo Human Brain Project (HBP), il progetto europeo di studio del cervello umano, si sono recati nella città tedesca per ascoltare Markram, neuroscienziato presso il Politecnico federale di Losanna (EPFL), il quale ha presentato i primi risultati e le sfide future delle ricerche. L’HBP, dotato di un budget di 1,3 miliardi di franchi, viene portato avanti da 112 partner in 24 paesi. Vi partecipano università e altri centri di ricerca situati soprattutto in Europa, ma anche in Canada, Cina, Israele, Giappone e Stati Uniti.

Secondo Markram, il 90% degli obiettivi fissati dall’HBP, suddivisi in 13 sottoprogetti, sono stati raggiunti nel corso del primo anno di lavori. Tra questi, la creazione di un modello biologicamente rappresentativo in 3-D del cervello di un topo, l'inaugurazione dell'Istituto europeo di neuroscienze teoriche a Parigi e un atlante di riferimento del cervello, pure in 3-D, con una risoluzione 50 volte superiore alle precedenti mappe.

I ricercatori sono inoltre riusciti ad eseguire simulazioni su larga scala tramite quattro supercomputer, tra cui quello del Centro svizzero di calcolo scientifico di Lugano, e a creare un chip 'neuromorfo', basato sull'architettura dei neuroni, in grado di rivaleggiare con computer di altissime prestazioni. 

Progetti concorrenti

Altri programmi di studio del cervello sono stati lanciati negli Stati Uniti, in Cina, Giappone e Australia. Il mese scorso, il governo americano ha annunciato un primo investimento da 48 milioni dollari a favore di 58 gruppi di ricerca coinvolti nell’iniziativa “Brain”, lanciata dal presidente Obama, che mira a sviluppare nuove tecnologie per lo studio del cervello. Per questo programma sono previsti 4,5 miliardi di dollari sull’arco di 12 anni. 

"Gli Stati Uniti coltivavano dei piani già da molti anni, ma suppongo che avevano bisogno di una spinta per portarli avanti," ha dichiarato Markram a Heidelberg. "Non potrà essere un solo individuo a capire il cervello. Saremo tutti noi, l'intero pianeta". 

Cervello umano

- Peso medio del cervello: 1,36 kg.

- Il 40% del cervello è costituito da dendriti e assoni - le estensioni filiformi di una cellula nervosa, che conducono gli impulsi da e verso il corpo cellulare - e il 60% da neuroni, o cellule cerebrali

- Il cervello dispone di circa 100 miliardi di neuroni.

- I neuroni sono collegati tra loro da 1'000 a 10’000 sinapsi, le connessioni neuronali.

- Il cervello, che ha un volume di 1'100 – 1'300 cm2, smette generalmente di crescere verso i 18 anni di età.

- Per funzionare, il cervello ha bisogno di un 20% di sangue e di ossigeno.

- Al suo interno vi sono 100’000 chilometri di vasi sanguigni.

Il responsabile dell’HBP ha inoltre reso noto che è stata risolta la questione della partecipazione dei ricercatori svizzeri al programma europeo di ricerca Orizzonte 2020. In seguito al freno all’immigrazione, approvato nel febbraio scorso dal popolo svizzero, l’Unione europea aveva previsto inizialmente di escludere i ricercatori svizzeri. 

Il mese scorso i Ventotto e la Svizzera hanno concordato che i ricercatori elvetici potranno rimanere come partner associati e con pari diritti nell’iniziativa "Excellent Science" del programma Orizzonte 2020, che mira a promuovere la ricerca europea. Ciò significa che continueranno a ricevere finanziamenti diretti da parte dell'UE, provenienti da fondi che ammontano complessivamente a circa 25 miliardi di dollari. 

"Il voto svizzero ha suscitato alcuni grattacapi", ha indicato Markram. "Ma l’ottima politica seguita dalla Commissione europea e dal  governo svizzero hanno risolto il problema, che concerneva sette delle più importanti iniziative scientifiche dell'Unione, come pure le sovvenzioni del Consiglio europeo della ricerca". 

Visioni contradditorie

Il megaprogetto HBP è stato oscurato negli ultimi mesi da una vertenza scoppiata all'interno della comunità neuroscientifica. Il 7 luglio scorso un gruppo di scienziati ha inviato una lettera aperta alla Commissione europea, invitandola a riconsiderare gli obiettivi tecnici e la supervisione dell’HBP. La lettera ha raccolto finora più di 770 firme di sostegno. 

Secondo i dissidenti, il progetto soffre di gestione opaca e obiettivi che non sono ampiamente condivisi dagli specialisti di neuroscienze. Al centro delle critiche figurano inoltre i piani del Comitato esecutivo dell’HBP di escludere dai progetti principali le attività di ricerca nel campo delle neuroscienze cognitive e sperimentali. 

"La crisi deriva principalmente dalle ambiguità relative al posizionamento delle neuroscienze nell’ambito dell’HBP. Secondo diversi neuroscienziati, le simulazioni su larga scala hanno poco senso se non sono vincolate a dei dati e se non vengono impiegate per testare ipotesi precise", hanno sottolineato Yves Frégnac, direttore al Centro nazionale di ricerca scientifica (CNRS) di Parigi, e Gilles Laurent, direttore del Max Planck Institute for Brain Research di Francoforte, in un testo pubblicato sull’edizione di settembre della rivista Nature. 

"L’HBP si sta trasformando in un costoso progetto di gestione informatica di dati che punta a sviluppare nuove architetture di calcolo", affermano i neuroscienziati dissidenti. 

Difesa della Commissione europea 

Da parte sua, la Commissione europea ha difeso a spada tratta il progetto e il suo team di specialisti, ma ha anche menzionato una serie di modifiche che vorrebbe veder realizzate. 

Nella recente valutazione dell’accordo quadro di partenariato dell’HBP, gli esperti della Commissione europea raccomandano l'integrazione delle neuroscienze cognitive nel progetto, in linea con le proposte iniziali, la revisione delle strutture di gestione della HBP e il miglioramento della trasparenza e della comunicazione. 

"Penso che ora siamo di nuovo in pista. La Commissione europea si impegna pienamente a sostenere il progetto", ha dichiarato Thierry Van der Pyl, direttore dell’iniziativa europea “Excellent Science". "Stiamo prendendo sul serio le preoccupazioni espresse nella lettera aperta, ma siamo convinti che si possono trovare le soluzioni per rendere il progetto inclusivo piuttosto che esclusivo". 

A Heidelberg, Markram ha dichiarato, in toni concilianti, che il comitato esecutivo si stava impegnando per “isolare le preoccupazioni scientifiche”. "Dibattiti e differenze di opinione sono un segno dei cambiamenti e sono molto importanti", ha affermato il direttore dell’HBP.  "Abbiamo bisogno di coinvolgere e di lavorare a stretto contatto con i nostri colleghi che hanno altri punti di vista". 

Mediatore 

Intanto il Consiglio di amministrazione ha nominato un mediatore, Wolfgang Marquardt, presidente del centro di ricerca Jülich in Germania, affidandogli l’incarico di valutare le strutture di governance dell’HBP e di proporre un “nuovo orientamento scientifica equilibrato”. Marquardt dovrebbe presentare un rapporto entro la fine del 2014. 

I firmatari della lettera inviata alla Commissione europea hanno reagito, dichiarando che la nomina del mediatore rappresenta un passo nella giusta direzione. 

"Siamo molto soddisfatti del modo con il quale la Commissione europea ha risposto alle nostre preoccupazioni e nominato un mediatore. Wolfgang Marquardt appare in grado di valutare seriamente la situazione e di trovare delle soluzioni", ha detto Alexandre Pouget, un neuroscienziato dell'Università di Ginevra.


Traduzione di Armando Mombelli, swissinfo.ch

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