Un giorno da ricercatore

1. Progetto: Virtual Immersions in Science
della Scuola Normale Superiore
“Un Giorno da Ricercatore”
Relatore: Cristian Vienna
e.mail address: bombatomica15@gmail.com
Classe 1A Informatica
Istituto Tecnico e Liceo G. Marconi di Civitavecchia
SPAUN: Il Cervello Artificiale
Nel corso della storia scientifica, l’uomo ha sempre
mostrato interesse per il cervello, che comporta all’ essere
umano tanto una strabiliante complessità quanto una
stupefacente naturalezza. A tal proposito, nel 2012 alcuni
ricercatori della “University of Waterloo” (Canada) hanno
sviluppato un cervello artificiale, SPAUN (Semantic Pointer
Architecture Unified Network)1
, per comprendere i
meccanismi di interconnessione tra i neuroni del nostro
cervello, simulandoli con le moderne tecnologie. SPAUN è
un sistema informatico che riproduce un sottoinsieme del
cervello umano. È composto di due milioni e mezzo di neuroni e seppur molto più lento, è
altrettanto preciso nel riprodurre funzioni e comportamenti umaniche. Questo genietto
artificiale simula la fisiologia di ogni singolo neurone, considerando la differenza di
potenziale che scorre tra le sinapsi; suddivide le varie
cellule nervose in diversi gruppi, corrispondenti alle parti
del cervello che processano le immagini, controllano i
movimenti e memorizzano i ricordi a breve termine.
Le diverse regioni sono collegate tra loro e si scambiano
dati in modo realistico, seguendo ciò che sappiamo dei
collegamenti tra le diverse aree del cervello. Le aree
1
A Large-Scale Model of the Functioning Brain. Chris Eliasmith, Terrence C. Stewart, Xuan Choo, Trevor
Bekolay, Travis DeWolf, Yichuan Tang, Daniel Rasmussen. Science, 30 Nov 2012: Vol. 338, Issue 6111, pp. 1202-1205

2. specializzate della corteccia cerebrale umana vengono simulate con otto diversi algoritmi
specifici, grazie ai quali SPAUN è in grado di riconoscere numeri, eseguire operazioni
aritmetiche, risolvere elementari ragionamenti logici, ricordare liste e disegnare grazie al
braccino meccanico di cui è dotato; quest’ultimo è modellizzato con precisione con tanto di
peso, inerzia e velocità di movimento. Proprio come un cervello umano SPAUN invecchia
e commette errori. I ricercatori hanno intenzione di migliorarlo, affinchè sia in grado di
imparare dai propri errori, proprio come accade nell’uomo. Inoltre, simulando
l’invecchiamento disattivando gradualmente una parte dei neuroni si è potuto osservare
come si verifica il declino cognitivo a cui vanno soggetti gli uomini con gli anni; ciò risulterà
molto utile nella neurologia, per studiare il comportamento dei neuroni colpiti da malattie
degenerative. La messa a punto di SPAUN, e anche l’evoluzione di questo cervello
artificiale consentirà di acquisire nuovi sviluppi scientifici e tecnologici così come nuove
terapie per patologie come l’autismo e la schizofrenia. Con SPAUN si avviano le basi per
nuovi studi più avanzati nel campo dell’intelligenza artificiale, ma forse il campo più
interessante che consente di esplorare un cervello artificiale è relativa a quella parte di
cervello a noi ignota che infatti sembra silente.
Fonti considerate:
http://nengo.ca/build-a-brain/spaunvideos
http://scienze.fanpage.it/spaun-un-cervello-senza-corpo/
http://www.popsci.com/science/article/2012-11/meet-spaun-first-computer-model-complex-brain-behavior
http://www.nature.com/news/simulated-brain-scores-top-test-marks-1.11914