La matematica del cervello | Wired Italia

Si chiama Human Brain Project, e come suggerisce il nome è un progetto di ricerca dall’obiettivo ambiziosissimo (e molto controverso): simulare digitalmente l’intero cervello umano. Più che ambizioso, irrealizzabile, per più di un esperto: d’altronde come è possibile pensare di mappare 85 miliardi di neuroni e 100mila miliardi di sinapsi, per di più in continuo movimento, in continua trasformazione, e dalle dinamiche ancora quasi completamente sconosciute? Ovvero, in altre parole: se ancora sappiamo così poco di come funziona quest’organo così complesso, come possiamo pensare di riprodurlo in digitale? E ancora, di quanta potenza computazionale avremmo bisogno? Si può immaginare, anche in linea puramente teorica, un’architettura digitale così potente e complessa? Al momento non ci sono risposte e non è chiaro se l’obiettivo sarà mai centrato (nel 2015 l’Unione Europea, che ha finanziato il progetto con un miliardo di euro, diceva che sarebbe stato completato entro il 2020, impresa mancata), ma gli scienziati che ci lavorano hanno effettivamente mosso diversi passi in avanti. Il più recente, descritto sulle pagine della rivista Cerebral Cortex, è stata l’identificazione di una “regola matematica” che, a quanto pare, governa la distribuzione dei neuroni nel cervello.

Cosa dice lo studio

“Il numero di neuroni e la loro variazione spaziale – scrivono gli autori del lavoro – sono caratteristiche organizzative fondamentali del cervello. Nonostante un ampio corpus di dati disponibili in letteratura, tuttavia, la distribuzione statistica della densità neuronale all’interno delle aree cerebrali e tra di esse è ancora per gran parte sconosciuta. In questo lavoro, mostriamo che questa densità è compatibile con una distribuzione log-normale in diverse specie di mammiferi”. Per distribuzione normale si intende, in teoria delle probabilità, una funzione matematica in cui la densità di probabilità di una certa variabile ha una forma “a campana”, simmetrica rispetto al suo centro, e sono tantissimi i fenomeni che seguono questa distribuzione. Qualche esempio: l’altezza media degli individui segue una distribuzione normale; gli errori di misura negli esperimenti seguono una distribuzione normale; la pressione sanguigna media segue una distribuzione normale, e così via. Per distribuzione log-normale si intende, invece, una distribuzione di probabilità in cui è il logaritmo di una certa variabile a seguire una distribuzione normale. E proprio questa sarebbe, secondo gli autori del lavoro recentemente pubblicato, la legge che governa la disposizione dei neuroni nelle diverse aree del cervello dei mammiferi.