Il cervello come un microprocessore

cervello è un microprocessore

Il cervello umano è più potente di un microprocessore. Una sinapsi può contenere l’ordine di 1000 switch su scala molecolare. Questo significa che un unico cervello umano ha più switch di tutti i computer e i router e le connessioni internet sul nostro pianeta. Alcuni scienziati hanno inventato un nuovo sistema di imaging medico per lo studio del cervello e stanno scoprendo l’infinità varietà delle sinapsi e del potenziale umano.

Un cervello ultra-potente

Un cervello tipico ospita circa 200 miliardi di cellule nervose, che sono collegate tra loro tramite centinaia di migliaia di miliardi di sinapsi. Ogni sinapsi funziona come un microprocessore, e decine di migliaia di queste cellule possono collegare un singolo neurone alle altre cellule nervose. Nella corteccia cerebrale ci sono circa 125.000 miliardi di sinapsi, pari a quante stelle potrebbero riempire 1.500 galassie come la Via Lattea.

Le sinapsi sono i punti in cui entrano in contatto due cellule nervose e servono a propagare gli impulsi nervosi. Ogni neurone è formato da una parte più larga, il corpo cellulare, e da filamenti, chiamati assoni, lungo i quali l’impulso nervoso si propaga. Questi filamenti terminano in una zona allargata chiamata bottone sinaptico, che si trova vicino al corpo cellulare di un altro neurone. Questo collegamento è ciò che viene definito “sinapsi”. Quando un impulso arriva in quest’area, provoca l’emissione dei neurotrasmettitori.

Queste sinapsi sono, naturalmente, così piccole (con meno di un millesimo di millimetro di diametro) che gli esseri umani non sono stati in grado di vederle con molta chiarezza, la loro struttura e le loro funzioni, almeno fino a questo momento.

I ricercatori della Stanford University School of Medicine hanno speso gli ultimi anni a programmare un nuovo modello di imaging, chiamayo array tomography, che combina nuovi software di calcolo, a un insieme di immagini, in un’unica immagine tridimensionale che può essere ruotata ed esplorata. Il loro lavoro è stato pubblicato dalla rivista Neuron.

Per testare il proprio lavoro, il team ha estratto dei campioni di tessuto dal cervello di un topo che era stato modificato con la bioingegneria per fare in modo che i neuroni della corteccia cerebrale emettessero una proteina fluorescente. Grazie a questo bagliore, i ricercatori sono stati in grado di vedere facilmente le sinapsi e i neuroni.

Hanno scoperto che la complessità del cervello va al di là di quello che avevano immaginato, dice Stephen Smith, un professore di fisiologia molecolare e cellulare e l’autore principale dello studio.

Sinapsi come un microprocessore

Una sinapsi, da sola, è più simile a un microprocessore, con la memoria di archiviazione ed elementi di elaborazione delle informazioni, rispetto a un altro interruttore on/off. Infatti, una sinapsi può contenere l’ordine di 1000 switch su scala molecolare. Un unico cervello umano ha più switch di tutti i computer e i router e le connessioni internet sul nostro pianeta.

Smith aggiunge che questo che ci dà un assaggio di come sia fatto il tessuto cerebrale fino a un livello di dettaglio mai raggiunto prima: “L’intero contesto anatomico delle sinapsi è conservato. Sapete esattamente dove si trova ognuna e di che tipo è.”

Anche se lo studio del cervello come microprocessore è stato finanziato per dimostrare il potenziale della tomografia nelle neuroscienze, il team è stato sorpreso di scoprire che una classe di sinapsi che era stata considerata identica a un’altra in realtà aveva delle differenze. Gli scienziati sperano di usare il loro sistema di imaging per scoprire altri dettagli su queste differenze. Vorrebbero scoprire, per esempio, quali sono le modifiche che avvengono nel corso dell’apprendimento, in caso di trauma o con malattie neurodegenerative come l’Alzheimer.

Nel frattempo, Smith e Micheva stanno progettando una società che raccolga fondi per il lavoro futuro, e la Stanford’s Office of Technology Licensing, ha ottenuto un brevetto per la tomografia e ne ha archiviato un secondo.

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31 Comments

  1. biank9388 28 marzo 2011
  2. Fabrizio87 28 marzo 2011
  3. Alex87ai 28 marzo 2011
  4. FlyTeo 28 marzo 2011
  5. Alex87ai 28 marzo 2011
  6. Andres Reyes 18 aprile 2011
  7. Francesco12-92 27 marzo 2011
  8. Fabrizio87 27 marzo 2011
  9. catnip 31 marzo 2011
  10. Giovanni Giomini Figliozzi 29 marzo 2011
  11. Ezequiel David Cavallotti 15 aprile 2011
  12. Casciana17 27 marzo 2011
  13. Alex87ai 27 marzo 2011
  14. Alex87ai 27 marzo 2011
  15. Casciana17 27 marzo 2011
  16. Fabrizio87 27 marzo 2011
  17. FlyTeo 27 marzo 2011
  18. Fabrizio87 27 marzo 2011
  19. Alex87ai 27 marzo 2011
  20. Alex87ai 27 marzo 2011
  21. Alex87ai 27 marzo 2011
  22. Fabrizio87 27 marzo 2011
  23. Fabrizio87 27 marzo 2011
  24. Alex87ai 27 marzo 2011
  25. Casciana17 27 marzo 2011
  26. Alex87ai 27 marzo 2011
  27. Casciana17 27 marzo 2011
  28. pinkchow 27 marzo 2011
  29. linus 28 marzo 2011
  30. fra83 28 marzo 2011
  31. Antonio Mangiardi 28 marzo 2011

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