I ricercatori di ingegneria della University of Southern California hanno compiuto un importante passo avanti nell'uso delle nanotecnologie per la costruzione di un cervello sintetico. Hanno costruito un circuito sinapsi di nanotubi di carbonio il cui comportamento nei test riproduce la funzione di un neurone, l'elemento costitutivo del cervello.

Il gruppo, che è stato guidato dalla professoressa Alice Parker e dal professor Chongwu Zhou presso la USC Viterbi School of Engineering Ming Hsieh Department of Electrical Engineering, ha utilizzato un approccio interdisciplinare che combina la progettazione di circuiti con la nanotecnologia per affrontare il complesso problema della cattura delle funzioni cerebrali.

In un articolo pubblicato negli atti dell'IEEE/NIH 2011 Life Science Systems and Applications Workshop nell'aprile 2011, il team di Viterbi ha spiegato come sono stati in grado di utilizzare i nanotubi di carbonio per creare una sinapsi.

I nanotubi di carbonio sono strutture molecolari di carbonio estremamente piccole, con un diametro un milione di volte più piccolo di una punta di matita. Questi nanotubi possono essere utilizzati nei circuiti elettronici, fungendo da conduttori metallici o semiconduttori.

"Questo è un primo passo necessario nel processo, " ha detto Parker, che ha iniziato a studiare la possibilità di sviluppare un cervello sintetico nel 2006. "Volevamo rispondere alla domanda:puoi costruire un circuito che agisca come un neurone? Il passo successivo è ancora più complesso. Come possiamo costruire strutture da questi circuiti che imitano la funzione del cervello, che ha 100 miliardi di neuroni e 10, 000 sinapsi per neurone?"

Parker ha sottolineato che l'effettivo sviluppo di un cervello sintetico, o anche un'area cerebrale funzionale è lontana decenni, e ha detto che il prossimo ostacolo per i centri di ricerca sulla riproduzione della plasticità cerebrale nei circuiti.

Il cervello umano produce continuamente nuovi neuroni, crea nuove connessioni e si adatta per tutta la vita, e creare questo processo attraverso circuiti analogici sarà un compito monumentale, secondo Parker.

Crede che la ricerca in corso sulla comprensione del processo dell'intelligenza umana potrebbe avere implicazioni a lungo termine per tutto, dallo sviluppo di nanotecnologie protesiche che guarirebbero lesioni cerebrali traumatiche allo sviluppo di sistemi intelligenti, auto sicure che proteggerebbero i conducenti in modi nuovi e audaci.

Per Jonathan Joshi, un dottorato di ricerca USC Viterbi studente che è coautore dell'articolo, l'approccio interdisciplinare al problema è stato fondamentale per il progresso iniziale. Joshi ha affermato che lavorare con Zhou e il suo gruppo di ricercatori di nanotecnologia ha fornito la dinamica ideale della tecnologia dei circuiti e della nanotecnologia.

"L'approccio interdisciplinare è l'unico approccio che porterà a una soluzione. Abbiamo bisogno di più di un tipo di ingegnere che lavori su questa soluzione, " ha detto Joshi. "Dovremmo essere costantemente alla ricerca di nuove tecnologie per risolvere questo problema".