"Così comunicano i sensi nel cervello"

dal sito: www.repubblica.it

LO STUDIO

Ricerca italiana dell'IIT di Genova svela cosa succede nei circuiti nervosi quando percepiamo un suono o una luce: le varie aree sensoriali sono in competizione fra loro e si attivano in modo gerarchico seguendo canali specifici. Nuove prospettive per lo studio di soluzioni future contro danni al tatto, vista e udito

GENOVA - Come si comportano i circuiti nervosi del cervello quando percepiamo suoni e luci? Scatta una sorta di competizione e l'attivazione avviene in modo gerarchico, seguendo specifici canali di comunicazione. La scoperta, descritta su Neuron, si deve ai ricercatori del dipartimento di Neuroscience and Brain Technologies (NBT) dell'Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e pone le basi per lo sviluppo di nuove interfacce elettroniche per la riparazione cellulare del cervello.

Il gruppo di ricercatori, coordinati da Paolo Medini, team leader del Dipartimento NBT, ha studiato i meccanismi e i circuiti che consentono alle diverse aree sensoriali del cervello di comunicare tra loro, svelando un'influenza reciproca tra i diversi gruppi neurali che ricevono e gestiscono le informazioni provenienti da udito, tatto e vista. L'attivita elettrica di un gruppo, infatti, inibisce o stimola l'attività di un altro, in modo che la comunicazione delle aree sensoriali verso quelle delle decisioni motorie sia preclusa o favorita solo per alcuni sensi.

Lo studio è stato condotto sul sistema visivo dei topi. "Grazie all'applicazione di metodi di registrazione e stimolazione dei neuroni ad alta risoluzione temporale e spaziale, siamo riusciti a identificare con precisione i circuiti e le cellule che mediano gli effetti inibitori di un'area sull'altra", ha spiegato Medini. In particolare, lo studio evidenzia il rilascio di neurotrasmettitori inibitori da parte dei neuroni nella corteccia uditiva verso i microcircuiti neurali di tatto e vista. Al contrario, i neuroni dedicati all'elaborazione visiva inibiscono le aree corticali acustiche, mentre stimolano le aree corticali che elaborano il senso del tatto.

I microcircuiti lungo cui i diversi gruppi neurali comunicano sono stati esplorati con tecniche "optogenetiche", che combinano insieme l'esattezza di una modificazione genetica e la semplicità della fotostimolazione.

Secondo Medini, una delle sfide delle neuroscienze è "rappresentata dalla necessità di riparare i danni che si possono presentare in specifici punti dei circuiti cerebrali". "Il nostro studio - ha aggiunto - rappresenta la base da cui sviluppare nuove terapie di riparazione cellulare, infatti ci consente di iniziare a progettare interfacce neuroelettroniche innovative in grado di sostituire le aree sensoriali danneggiate". La scoperta, infine, spiegano i ricercatori, apre la strada alla comprensione delle modificazioni che avvengono nel cervello a seguito di deprivazioni sensoriali profonde come cecità o sordità.

Il prossimo passo sarà ora quello di approfondire la conoscenza di come i circuiti neurali si riorganizzano in mancanza di un senso, per intervenire quindi con dispositivi artificiali.

(05 giugno 2012)

Network cerebrali: ognuno ha la sua frequenza

dal sito: www.lescienze.it

 

Per evitare ingorghi e strozzature che potrebbero compromettere la corretta trasmissione dei segnali, le diverse reti di comunicazione delle aree cerebrali sono sintonizzate su frequenze differenti. Grazie alla magnetoencefalografia, che consente di evidenziare i campi magnetici associati all’attività delle cellule cerebrali, sì è potuta misurare la frequenza dei diversi network cerebrali, che è risultata di 5 Hz nell’ippocampo, 32-45 Hz nelle aree somato-sensoriali e 8-32 Hz per molte altre aree. La metodica potrebbe essere utilie per lo studio di malattie come la depressione e la schizofrenia. (red)

Una “trasmissione multicanale”: è l’analogia con il mondo delle telecomunicazioni che può essere usata per spiegare come fa il nostro cervello a evitare ingorghi e colli di bottiglia che rischierebbero di mandare in tilt alcuni dei suoi snodi cruciali.

A evidenziare questa organizzazione delle reti di comunicazione cerebrale è un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Nature Neuroscience” a firma di un gruppo di ricerca di una collaborazione tra la Washington University School of Medicine a St. Louis, l'University Medical Center a Hamburg-Eppendorf e l’Università di Tübingen.

“Molti disturbi neurologici e psichiatrici probabilmente riguardano la segnalazione nelle reti cerebrali”, ha spiegato Maurizio Corbetta, professore di neurologia della Washington University, che ha coordinato lo studio. “Esaminare la struttura temporale dell’attività cerebrale da questa prospettiva potrebbe essere particolarmente utile per comprendere patologie psichiatriche come la depressione e la schizofrenia, in cui i marcatori strutturali sono scarsi.”

Il risultato di Corbetta e colleghi ha richiesto una sorta di cambiamento di paradigma nello studio dei network cerebrali, reti fra aree del cervello tra loro interconnesse che funzionano regolarmente insieme. Di solito infatti queste reti vengono studiate utilizzando la risonanza magnetica funzionale, che permette di evidenziare le aree attive tracciando quelle in cui si evidenzia un aumento del flusso sanguigno durante un determinato compito svolto dal soggetto.

Questa metodica ha tuttavia importanti limitazioni. “La risonanza magnetica funzionale permette di tracciare l’attività delle cellule del cervello solo in modo indiretto e solo quando tale attività è associata a frequenze

maggiori di 0,1 hertz, ovvero un ciclo ogni 10 secondi”, sottolinea Corbetta. “Sappiamo però che nel cervello alcuni segnali possono raggiungere anche frequenze di 500 hertz”.

Le dimensioni dell'apparecchiatura danno un'idea della complessità delle indagini che utilizzano la magnetoencefalografia (© Jim Thompson/ZUMA Press/Corbis)

Per arrivare a studiare frequenze così elevate è necessario ricorrere a una tecnica differente, denominata magnetoencefalografia (MEG) che consiste nella misurazione di campi magnetici prodotti nel corso dell’attività cerebrale e che da tempo viene utilizzata come strumento di indagine nelle ricerche sull’epilessia. Con la MEG si riescono a rilevare segnali fino a 100 hertz, anche nel caso in cui siano coinvolte molte cellule contemporaneamente.

Applicando la MEG a 43 volontari in buona salute è stato riscontrato che differenti network cerebrali sono sintonizzati ognuno su un gruppo di frequenze diverse: 5 Hz nel caso dell’ippocampo, 32-45 Hz nel caso delle aree somato-sensoriali, mentre altre aree operano a frequenze comprese fra gli 8 e i 32 Hz.

I risultati forniscono così una sorta di mappa della struttura temporale delle aree cerebrali che completa, e in qualche modo supera, la mappa spaziale dei network ottenuta con la risonanza magnetica funzionale.

Un gene (mal) duplicato ha diretto l’evoluzione del cervello umano

Interferendo con l'azione del gene originario deputato a stimolare la maturazione dei neuroni, lascia alle cellule cerebrali più tempo per sviluppare connessioni a lungo raggio. La duplicazione sarebbe avvenuta 2,5 milioni di anni fa, in corrispondenza del momento in cui è avvenuta la separazione del genere Homo da Australopithecus  (red)

In effetti questa non è la prima volta che vengono rilevati geni extra che sembrano avere avuto un ruolo nello sviluppo evolutivo del cervello: "Ci sono circa 30 geni che sono stati selettivamente duplicati negli esseri umani, molti dei quali hanno a che fare proprio con il controllo delle strutture cerebrali", spiega Franck Polleux, che ha diretto una delle due ricerche. Tuttavia, in genere queste duplicazioni non sono funzionali, mentre quella identificata ora ha una particolarità, che ne fa "un esempio importante di innovazione genomica che ha contribuito all'evoluzione umana".

Il gene duplicato allunga i tempi di maturazione dei neuroni, consentendo la creazione di reti più ampie.  (© Dennis Kunkel Microscopy, Inc./Visuals Unlimited/Corbis)

Ad attirare l’attenzione dei ricercatori è stato il gene srGAP2 – che codifica per una proteina con un ruolo significativo nel processo di maturazione del cervello – la cui duplicazione è avvenuta almeno due volte nel corso dell'evoluzione umana: prima circa 3,5 milioni di anni fa e poi ancora circa 2,5 milioni di anni fa. Questa seconda duplicazione è stata peraltro solo parziale ma in grado di far emergere una nuova funzione genica.

I ricercatori hanno individuato sul cromosoma 1, dove risiede il gene per la proteina srGAP2, due ulteriori copie vicine, che hanno chiamato SRGAP2B e SRGAP2C, che sono oltre il 99 per cento identiche all'originale (ribattezzato SRGAP2A). Dopo aver sviluppato sonde in grado di distinguere questi geni e i loro prodotti proteici, i ricercatori ne hanno esaminato l’espressione in colture di cellule di tessuto cerebrale.

E' stato così rilevato che solo la copia SRGAP2C era biologicamente attiva ed espressa ad alti livelli; inoltre solo questa dava origine a una versione tronca della proteina originale. L'aspetto singolare è che la nuova proteina tronca manca della capacità di promuovere la maturazione cellulare propria dell’originale ma è in grado di interferire con essa e inibirne la normale espressione.

Come hanno mostrato i ricercatori in una serie di esperimenti in vitro, la srGAP2 accelera la maturazione cerebrale anche inducendo i neuroni a sviluppare filopodi, piccole appendici che la ancorano a un sito specifico, e limitando lo sviluppo delle spine dendritiche, che invece in presenza della proteina tronca hanno molto più tempo per “fiorire” e generare connessioni sulle lunghe distanze.

Attraverso una serie di analisi di datazione delle mutazioni, i ricercatori hanno poi scoperto un'altra circostanza interessante: la seconda duplicazione, incompleta, è avvenuta circa un milione di anni dopo la prima, completa ma sostanzialmente inattiva, ovvero in corrispondenza della separazione del genere Homo da Australopithecus.

Lo studio delle duplicazioni geniche potrebbe portare a una migliore comprensione dei disturbi dello sviluppo umano. L'autismo e la schizofrenia, per esempio, sono noti per caratterizzare un'anomala connettività neuronale che influenza lo sviluppo sinaptico, ma sono risultati difficili da modellare accuratamente in modelli murini.

Duplicazioni geniche come SRGAP2C, che normalmente non si verificano nei topi, potrebbero fornire importanti pezzi mancanti al puzzle completo. "Abbiamo in programma di aumentare i modelli murini esistenti con l'aggiunta di alcune duplicazioni dei geni specificamente umani", ha detto Polleux.

Coi traumi cervello più pigro e così dimentichiamo le cose

dal sito: www.repubblica.it

Neuroscienze

Secondo uno studio pubblicato su The Lancet, dietro certi tipi di amnesia potrebbe nascondersi una ridotta attività cerebrale seguita a esperienze sconvolgenti. Una scoperta che suggerisce la possibilità di curare intervenendo su specifiche aree cerebrali. Gli esperti: "Ma la cura dipende dalla causa" di SARA FICOCELLI

"MEMORIA": una parola talmente chiara e compatta da far pensare a qualcosa di altrettanto lineare e unitario. Ma non è così. Non esiste "la" ma "le" memorie, tante quante le cause che scatenato i ricordi e le aree del cervello che quei ricordi li formano, conservandoli o cancellandoli. Tra le varie forme di amnesia (dal greco a-mnesis, non-ricordo), quella psicogena è una delle più misteriose, perché non provocata da alcuna lesione cerebrale palese. Si sapeva che a causarla fossero i traumi psicologici e ora, grazie a Hans Markowitsch, della tedesca University of Bielefeld, sappiamo anche che tutto ciò è dovuto a una riduzione dell'attività cerebrale. In alcuni casi, cioè, il cervello dimenticherebbe perché ha vissuto un'esperienza sconvolgente che ha portato il suo substrato neurale a "funzionare meno", e l'ipofunzionamento sarebbe mediato dall'azione degli ormoni dello stress.

La scoperta, pubblicata su The Lancet, suggerisce la possibilità di curare questo tipo di amnesia intervenendo su specifiche aree cerebrali, ma, precisano gli esperti, è ancora presto per giungere a conclusioni di questo tipo. Quel che è certo, spiega Markowitsch, è che i disturbi della memoria non sempre si verificano dopo un danno cerebrale: a provocarli può essere un disagio psichiatrico più profondo e, raccogliendo per 5 anni dati attraverso la risonanza magnetica funzionale, lo studioso ha capito che uno stress prolungato può influenzare il funzionamento della corteccia infero-laterale frontale destra tanto da "bloccare" il recupero dei ricordi personali. "Quest'area - spiega Elisa Ciaramelli del Centro studi e ricerche in Neuroscienze Cognitive di Cesena, specializzata in memoria episodica - è particolarmente importante per innescare ricordi autobiografici, ed in stretto contatto con altre regioni frontali coinvolte nell'attività di self-proiection, che permettono di "viaggiare nel tempo" e sentirsi gli attori dei propri ricordi. Quando funzionano male, il recupero dei ricordi autobiografici si blocca".

Non è la prima volta che lo studioso tedesco fa luce sui misteri dell'amnesia. Poco tempo fa si era occupato del rapporto tra memoria autobiografica, stress psicologico e disturbo post-traumatico, spiegando che, in particolari condizioni emozionali e ambientali (nel suo studio fa l'esempio estremo dei reduci della Seconda Guerra Mondiale), il cervello subisce un trauma talmente forte da "ristrutturare" i ricordi creando false memorie. Chi è stato in guerra o ha subìto un incidente stradale, dunque, non deve fidarsi di tutto ciò che ricorda delle proprie esperienze di vita: la memoria autobiografica, nei soggetti che hanno vissuto uno shock, è spesso soggetta a distorsioni e produce informazioni falsate.

"Questi fenomeni però non sono tutti uguali - spiega Piergiorgio Strata, docente di Neurofisiologia all'Università di Torino e presidente dell'Istituto Nazionale di Neuroscienze - e dipendono in parte dalla disposizione genetica del soggetto e in parte dalla durata del periodo traumatico, dall'età, dal sesso e dalle esperienze di vita precedenti. Tutto viene mediato dagli ormoni dello stress, liberati dal corpo per migliorare la capacità di affrontare situazioni altrimenti insopportabili". Quello dell'amnesia da stress post-traumatico è dunque un meccanismo complesso rispetto al quale c'è ancora molto da scoprire. "E di questo bisogna tenere conto, ad esempio - conclude l'esperto, che si è occupato della memoria pro-veritate difensiva per il caso dei coniugi di Erba, Olindo e Rosa - quando i testimoni oculari nei processi hanno subìto un trauma".

In questo come in altri casi, è però molto difficile parlare di cura. Come spiega Benedetto Sacchetti, docente di Basi neurofisiologiche del comportamento umano presso la Scuola di Specializzazione in Psicologia della Salute dell'Università di Torino, per quanto la ricerca in questo campo stia facendo passi da gigante (scienziati dell'università di Harvard hanno scoperto che iniettando del propanolo subito dopo un evento traumatico si cancella il ricordo scioccante, esperimento poi criticato da Cristina Alberini, ricercatrice italiana che lavora a New York), la cura dipende sempre dalle cause, e quindi ogni caso ne avrà una specifica. "Ci sono poi situazioni - spiega Sacchetti - come nel caso di un danno cerebrale, in cui il ricordo si perde completamente, è irrecuperabile. Altre forme invece possono essere affrontate con la psicoterapia e altre ancora possono essere avvantaggiate dall'impiego di tecniche di allenamento della memoria".

La buona notizia infatti è questa: la memoria si può esercitare e dall'amnesia, salvo traumi psicologici e danni cerebrali, ci si può proteggere. Ecco il perché di libri come "101 modi per allenare la memoria" (Newton & Compton, 200 p.,12,50 euro) delle neuroscienziate Sara Bottiroli ed Elena Cavallini. Ed ecco perché, nel suo lavoro, Markowitsch insiste sull'importanza della psicoterapia, unica arma in grado di carpire le sfaccettature che compongono la memoria. Che non è un'unità ma un insieme di sistemi e che come tale va affrontata. "Il trattamento dell'amnesia e dei disturbi dei ricordi è ancora un mistero. Persino per me che studio tutto ciò da 30 anni", conclude. "La società dovrebbe investire più risorse per aiutare i pazienti. Con il mio lavoro ho dimostrato che non esiste un approccio unitario. E che quindi, per trovare una cura, ci sono infinite possibilità".
 

(19 aprile 2012)

La pennichella dei neuroni che ci fa dormire a occhi aperti

da Repubblica.it

28 aprile 2011 —   pagina 39   sezione: CRONACA

Sembra che sia sveglio, ma il cervello troppo stanco manda a dormire un gruppo di neuroni alla volta. Come i delfini e alcuni uccelli migratori fanno riposare un solo emisfero per non dover interrompere il loro viaggio, così il nostro cervello si difende dalla stanchezza con pennichelle talmente brevi (meno di un decimo di secondo) e limitate a piccoli gruppi di cellule da non intaccare lo stato di veglia generale. Nell' esperimento dell' università del Wisconsin i topolini mantenevano gli occhi aperti, camminavano e cercavano di afferrare delle palline di zucchero. L' elettroencefalogramma indicava senza ombra di dubbio uno stato di veglia. Eppure gli elettrodi usati per osservare alcuni gruppi di neuroni della corteccia cerebrale li trovavano a volte addormentati. «Dopo una veglia molto lunga alcuni neuroni si "spengono" brevemente, come avviene nel sonno» scrivono su Nature di oggi i ricercatori Usa guidati dagli italiani Chiara Cirelli e Giulio Tononi. «Durante questi periodi di "sonno locale" gli animali sono attivi e vigili. Ma fanno sempre più fatica a raggiungere le palline di zucchero che gli abbiamo messo vicino». Le isole di siesta nel cervello iniziano ancor prima che ci si senta assonnati e aumentano con le ore di veglia. «Le pause dei neuroni durano circa 50 o 100 millisecondi» spiega Tononi. «E il fenomeno opposto avviene quando dormiamo. Quando le ore di sonno diventano soddisfacenti, i neuroni cominciano gradualmente a mostrare i segni dello stato di veglia». La scoperta dimostra che sonno e veglia non sono condizioni impermeabili fra loro. E che il cervello non è un unicum, ma può comportarsi in maniera diversa non solo tra un' area e l' altra, ma anche fra un gruppo di neuroni e l' altro all' interno della stessa area. L' esperimento è stato condotto in due zone della corteccia cerebrale, la parietale e la motoria, con elettrodi molto precisi fissati per alcuni giorni sulla testa dei roditori. «Monitorando un gruppo di una ventina di neuroni - dice Cirelli - ne abbiamo trovati 18 attivi, mentre 2 alternavano attività e silenzio come avviene durante il sonno». Se un neurone si addormenta ogni tanto il cervello può continuare a funzionare bene. «Ma il problema è subdolo» spiega Tononi. «Può darsi infatti che quel singolo neurone sia fondamentale per l' attività che stiamo svolgendo. La sua assenza finisce così col causare una défaillance. Nel caso dei roditori, le palline di zucchero non vengono più raggiunte con regolarità. In quello degli uomini, le cellule che vanno off-line possono provocare decisioni sbagliate. Ecco perché quando siamo stanchi commettiamo più errori pur essendo complessivamente svegli». Le prime a cadere addormentate sono probabilmente le cellule più sfruttate durante il giorno. «Nei nostri studi precedenti - spiega Tononi - abbiamo osservato che i neuroni più sollecitati nelle ore di veglia accumulano molte nuove sinapsi e collegamenti. Il sonno serve proprio a sfrondare questi "rami" in eccesso e ad alleggerire il cervello dalle connessioni meno utili. È probabile che questo avvenga anche a livello dei singoli neuroni. Quando il peso delle esperienze vissute e del lavoro svolto durante il giorno diventa eccessivo, finiscono col cadere addormentati, indifferenti a quel che fa il resto del cervello». - ELENA DUSI

La scienza spiega la madeleine di Proust

+ da repubblica.it

Tutte le parole Almeno una

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06 agosto 2010 —   pagina 1-41   sezione: PRIMA PAGINA

NON tutte le madeleine hanno lo stesso effetto sul cervello. Quelle che sanno semplicemente di limone vengono memorizzate all' interno di un' area che si occupa degli stimoli sensoriali. Ma il dolce che scatenò in Proust una cascata di ricordi dell' infanzia attivò nello scrittore una serie di circuiti cerebrali che solo ora sono stati messi in luce, graziea uno studio italiano pubblicato su Science. La prima conclusione dei ricercatori dell' università di Torino è che mai più Proust potrà assaggiare una madeleine senza rivivere le memorie del passato: lo stimolo sensoriale (il sapore del dolce) e l' emozione di cui si è tinto (la nostalgia dell' infanzia) sono diventati per il cervello un elemento unico, inscindibile. A questa chimera il nostro organo del pensiero dedica un' area speciale della memoria, nobile ed evoluta, che si chiama corteccia sensoriale secondaria. Le sue dimensioni e la sua diversificazione sono una delle caratteristiche che distinguono la nostra specie dagli altri animali. Edè proprio graziea quest' area che riusciamo ad apprezzare una melodia assai più delle singole note messe in sequenza. Percepire queste ultime è compito infatti della meno evoluta corteccia sensoriale primaria. Per semplificare i loro esperimenti, i ricercatori Benedetto Sacchetti e Tiziana Sacco hanno deciso di studiare i topolini da laboratorio, ma la loro sfida successiva sarà ripetere le stesse ricerche anche sull' uomo. Gustare un sapore evocativo dell' infanzia, toccare un tessuto ruvido di cui era fatto un abito cui siamo affezionati, ascoltare una musica associata a una persona cara, riannusare il suo profumo o farsi catturare da una foto ingiallita sono tutte percezioni sensoriali che attivano il "percorso speciale" appena scoperto dai due ricercatori torinesi. All' interno della corteccia sensoriale secondaria,i ricordi si collocano in tanti "cassetti" diversi a seconda di quale dei cinque sensi ha convogliato la sensazione. Per tutti, comunque, vale l' assioma che uno stimolo sensoriale legato a un' emozione si fissa nella memoria in maniera assai più solida rispetto a uno stimolo neutro. La scoperta di Sacchetti e Sacco capovolge un' ipotesi tradizionale, secondo cui le percezioni sensoriali tinte di emozione sono conservate all' interno dell' amigdala, l' area profonda e antica del nostro organo del pensiero che gestisce paura, gioia, doloree tutti gli altri stati d' animo che alterano il battito del cuore. Ora si è visto che tra la componente sensoriale di una memoria e quella emotiva, la prima gioca un ruolo assai più importante di quanto si credesse in passato. Questo potrebbe spiegare come mai una madeleine è capace di rievocare la nostalgia dell' infanzia perduta, ma non avvenga mai il contrario. Capire Proust attraverso le neuroscienze è stato impossibile fino a ieri proprio perché si pensava che la spiegazione si annidasse nell' amigdala. Ma studiare quest' area del cervello a forma di mandorla è difficile, perché gli esperimenti altererebbero le emozioni (e quindi la personalità) di uomini o animali coinvolti. Sacchettie Sacco hanno invece condizionato dei topolini ad avere paura di alcuni stimoli sensoriali (suoni, lampi di luce, zaffate di aceto) associandoli a una piccola scossa elettrica. Poi hanno distrutto un gruppo di neuroni nella corteccia sensoriale secondaria e hanno osservato che, come conseguenza, nei roditori era scomparsa la paura di quegli stimoli. Segno che proprio quella intaccata era l' area responsabile del deposito dei ricordi-chimera. Per le loro ricerche, i neuroscienziati torinesi hanno sfruttato tecniche di osservazione del cervello molto dettagliate, capaci di mettere in luce l' attivazione anche di singoli neuroni.E la scoperta che il cervello riservi a un dolcetto come la madeleine un cassetto speciale nell' armadio dei suoi ricordi preziosi conferma quale ruolo importante giochino le emozioni per l' evoluzione degli esseri viventi.  - ELENA DUSI

C' è un pezzo di Firenze nel super cervello artificiale

da Repubblica.it

15 luglio 2011 —   pagina 15   sezione: FIRENZE

UN SUPER computer in grado di simulare l' attività del cervello umano. Analizzandone in profondità processi e «ingranaggi», e permettendo di scoprire le cause di eventuali malfunzionamenti. Si chiama HBP, acronimo di Human Brain Project, ed è il maxi progetto presentato ieri al congresso mondiale di Neuroscienza organizzato dalla Ibro, la International Brain Research Organization, in corso fino a lunedì alla Fortezza da Basso. HBP è in lizza, insieme ad altri cinque concorrenti, per aggiudicarsi il titolo europeo di flagship (letteralmente «nave ammiraglia») che sarà attribuito alla fine del 2012 a due progetti scientifici dalle potenzialità rivoluzionarie, in grado di offrire una soluzione ad alcune delle più grandi sfide della società e destinati a guidare in futuro l' attività della comunità scientifica internazionale. La posta in gioco è un finanziamento da 3 miliardi di euro in dieci anni direttamente da Bruxelles. Un' impresa che chiamerà a raccolta centinaia di scienziati da tutto il mondo e a cui contribuirà anche il Lens, il Laboratorio europeo per la Spettroscopia non lineare dell' Università di Firenze, che curerà la parte di «imaging». Direttore esecutivo di HBP è Henry Markram, professore presso il Brain Mind Institute dell' École Polytechinque Fédérale di Losanna. Markram, ospite del convegno fiorentino, è già coordinatore, dal 2005, del Blue Brain Project, una sorta di Human Brain Project «in piccolo», limitato alla corteccia cerebrale. Oggi, il suo sogno è quello di allargare l' orizzonte all' intero cervello umano: «Il nostro tentativo - spiega - è quello di realizzare uno strumento mai visto fino ad oggi. Sarà come un telescopio per guardare dentro al cervello e capire come funziona. In pratica - aggiunge - si tratterà di un supercomputer fatto di tantissimi software in cui immettere un' enorme quantità di dati, raccolti dai ricercatori di tutto il mondo, sul funzionamento delle molecole celebrali, delle cellule, dei circuiti neuronali, in modo da ricostruire un modello informatico, il più dettagliato possibile, dei processie delle interconnessioni di questa macchina straordinaria. Sarà un po' , insomma, come costruire un puzzle. Un gigantesco puzzle biologico di cui fino ad oggi ci sono pervenuti soltanto alcuni pezzi». «L' obiettivo - continua - è di utilizzare questo modello per simulare delle situazioni e capire cosa succede quando qualcosa non funziona, quando un ingranaggio è troppo debole o si rompe. Mi riferisco a tutte quelle malattie cerebrali, dalla depressione alla schizofrenia, fino a quelle degenerative come Alzheimer e Parkinson, di cui nessuno ancora oggi conosce la causa. Sono malattie molto diffuse e molto studiate, ma le soluzioni che la medicina offre sono parziali: e anche se in certi casi esistono farmaci che funzionano, nessuno sa perché questo accade. Il motivo è proprio il fatto che il cervello è una macchina troppo complessa e non esiste ancora un' idea completa di tutti i suoi meccanismi. Ovviamente - conclude lo scienziato - noi non vogliamo fornire una cura, ma uno strumento di analisi al servizio della ricerca medica mondiale». Markram ha già radunato intorno a sé un team di ricercatori provenienti dalle strutture di ricerca più all' avanguardia d' Europa. Ma il progetto, oltre che del finanziamento miliardario della Ue, avrà bisogno del contributo di una comunità scientifica più vasta possibile: «Per la fase iniziale, pensiamo a una base di trecento persone. Ma in futuro potrebbe coinvolgere migliaia di scienziati da tutto il mondo». Del resto, interesse a partecipare all' iniziativa è stato espresso da ogni angolo del pianeta: dagli Stati Uniti alla Cina, dall' Inghilterra alla Germania, dalla Francia all' Ungheria. Quanto al contributo del Lens, spiega Francesco Pavone, ordinario di Fisica della materia e partner del progetto, si tratterà di «costruire un tomografo ottico che funzionerà non a raggi X, ma attraverso fotoni, e cioè particelle di luce che garantiranno una definizione altissima. Questo - spiega Markram - permetterà di fotografare sezioni di cervelli animali con una risoluzione sottocellulare». - GAIA RAU

Online clothes shopping gets the human touch

NewScientist
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• 13 July 2011 by Jacob Aron
• Magazine issue 2820. Subscribe and save

FOR real fashionistas, nothing beats the visceral thrill of shopping. While buying clothes online is ridiculously easy it is no substitute for the real thing - you can't run your hands over a silk dress, say, or try it on for size.

Soon shoppers will be able to digitise the look and feel of clothes and share the details online, along with their emotional reactions. Such a network could even help design new clothes by letting consumers contribute their ideas to fashion designers.

"We're exploring different ways to represent different fabrics," says Sharon Baurley, a reader in design at Brunel University, London, who leads the project, dubbed Digital Sensoria. Baurley and colleagues are developing apps for iPhones, iPads and other tablet computers that take advantage of touchscreens to portray fabrics in a slightly more realistic way. These interactive fabrics, called Shoogles, are made using a process similar to stop-frame animation, that creates the illusion of movement, so that users can stretch, rub or pinch materials as they would in real life - although you don't get the same feeling on your fingertips. People can also upload their own designs.

Baurley's team is also investigating a souped-up version of Facebook's "Like" button that measures a person's physiological response to touching real fabric and turns it into a like or dislike. For this you would need complex biosensors like an EEG cap, which reads neurological signals, but in future some form of emotion sensor could be incorporated into a smartphone, the team says.

An emotion sensor would give a more accurate reflection of people's feelings than simply clicking a button. "People are not always aware of their own feelings and sensations," explains Nadia Bianchi-Berthouze of University College London, who is a member of the Digital Sensoria project.

The project will also help retailers. "There has been significant interest from major retailers in exploring new methods and tools to enable them to get closer to their consumers and gain insight into perceptions of products," says Baurley. She has recently begun collaborating with UK store Marks & Spencer on a project to help them crowdsource designs from their customers.

Designers upload sketches of their ideas, and customers respond by uploading images and fabrics that reflect their likes and dislikes, which can then be incorporated into the design. "People want to have a voice, and digital tools enable that," says Baurley.

Efrat Tseëlon, who researches fashion at the University of Leeds, UK, and is not involved in the project, agrees: "People like to be involved in the process of shopping and consuming in all sorts of active ways." But she says that digital tools are unlikely to replace the real thing altogether. "People have that need for physical connections, really touching and really sensing."

Modifica del cervello

La modifica del cervello comporta nuovi modi di pensare? Qual'è il grado di cambiamento della struttura del cervello dall'introduzione delle tecnologie digitali? L'umanità, alla fine di questo secolo, sarà paragonabile a quella dell'inizio del '900?
Per ora sappiamo che una cosa certa, fino a ieri, non è mai stata vera. Noi non possiamo dirci di essere una cosa, ma siamo una evoluzione continua di stati di coscienza che mutano permanentemente.
Sul piano fisiologico la morte e la sostituzione in permanenza delle cellule neurali cambia il nostro stato, sia della memoria, sia della struttura di elaborazione di essa e della forma dei pensieri.
Sul piano sociale le forme della relazione mutano così velocemente da influire sulle stesse strutture fisiologiche dei corpi.
L'umanità sta entrando in un'Era diversa. Mutano moltissimo le forme, stiamo cambiando la nostra specie.