? 2919/06/28/scienze/Una simulazione cerebrale fa vedere i benefici effetti del sonno - Heos.it Rivista scienze politica cultura salute

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Primo Piano

Il progetto è di un gruppo di ricercatori del Dipartimento di fisica della Sapienza Università di Roma e dell’Istituto dei sistemi complessi del Cnr

Intelligenza artificiale

"economica"

con le onde luminose

22.09.20 - Proposto un nuovo modello di intelligenza artificiale che sfrutta la propagazione di onde per compiere attività complesse come comprendere un testo o guidare un’automobile.


La scoperta è stata fatta da un gruppo internazionale di studiosi con i dipartimenti di Scienze della Terra e Scienze dell'Antichità della Sapienza di Roma

A Notarchirico in Basilicata

rinvenuti manufatti Acheuleani

di 700 mila anni fa

16.09.20 - Sito archeologico di Notarchirico in Basilicata: ritrovati utensili in pietra scheggiata riconducibili alla cultura Acheuleana del Paleolitico inferiore. La loro datazione consente di spostare indietro nel tempo l’origine dell’’Acheuleano in Europa a circa 700 mila anni fa.

 Una simulazione cerebrale

fa vedere i benefici

effetti del sonno


28.06.19 - Osservato il funzionamento simultaneo di due processi che avvengono durante il sonno: il primo crea nuove associazioni, il secondo riequilibra la forza delle connessioni tra neuroni. Insieme, migliorano l’accuratezza con cui la corteccia cerebrale classificherà gli stimoli al successivo risveglio. Lo studio - condotto dall’INFN nel contesto dello Human Brain Project (HBP) con il progetto Wavescales (Wave Scaling Experiments and Simulations), e recentemente pubblicato su Scientific Reports - dà ora un nuovo contributo, simulando in un modello talamo-corticale gli effetti benefici del sonno profondo sulle memorie apprese durante la veglia.

"Questo studio descrive il sonno e ne analizza l'effetto su un modello cerebrale semplificato, basato su dati empirici", spiega Katrin Amunts, presidente scientifico del progetto HBP. "È interessante notare che l’oscillazione simile al sonno sembra favorire prestazioni più elevate nei compiti di recupero e classificazione. Ciò ha implicazioni non solo verso una migliore comprensione della neuroscienza di base, ma anche per le reti neuronali artificiali".

Pier Stanislao Paolucci, ricercatore dell’INFN che coordina il progetto Wavescales, dal canto suo sottolinea: "Un fatto notevole, che ci ha guidato nella costruzione del modello, è che nel sonno le attività del cervello sono guidate dall’interno, non dall’ambiente. Questa disconnessione, in qualche modo simile agli stati meditativi, può consentire la creazione di nuove associazioni e soluzioni ai problemi, che sarebbero molto più difficili costruire mentre si è impegnati nelle attività quotidiane, distratti dalla decifrazione degli stimoli ambientali e dalla elaborazione di una reazione appropriata".

In effetti, i neonati, per cui ogni avvenimento è carico di novità, passano la maggior parte del loro tempo dormendo. Ma anche negli adulti, la deprivazione di sonno danneggia la cognizione. Viceversa, un buon sonno migliora le prestazioni intellettuali, l’apprendimento e la memoria e, infatti, è esperienza comune il fatto che al risveglio può capitare di trovare pronta la soluzione di problemi irrisolti il giorno prima.

L’ottimizzazione della rete cerebrale composta dai neuroni e dalle sinapsi per mezzo di meccanismi che richiedono l’attivazione delle onde lente corticali che caratterizzano il sonno profondo è probabilmente tra gli ingredienti che determinano la superiorità dell’intelligenza umana e animale su quella artificiale.

"Abbiamo ancora molto da imparare dalla bio-intelligenza, - commenta Cristiano Capone, della sezione INFN di Roma Sapienza e primo autore dell’articolo - e dal meccanismo che abbiamo trovato potremmo avere interessanti effetti di trasferimento tecnologico verso i futuri sistemi di intelligenza artificiale e robotica".

Il modello è stato sviluppato dal laboratorio di calcolo parallelo APE della Sezione INFN di Roma, in collaborazione con Bruno Golosio della sezione INFN di Cagliari. Lo studio si inserisce nel quadro dello Human Brain Project, co-finanziato dall’Unione Europea con circa 500 milioni di euro distribuiti fino al 2023 nell’arco di 10 anni, e coinvolge più di cento istituzioni di ricerca. L’INFN è entrato a far parte dello HBP dal 2016 alla guida dell’esperimento Wavescales, che studia l’attività della corteccia cerebrale, combinando metodologie sperimentali, teoriche e di simulazione. (red)

 

https://www.nature.com/articles/s41598-019-45525-0 
Sui metodi di simulazione in HBP:
https://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/the-scientific-case-for-brain-simulations/ 
www.infn.it 

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