Anche la materia ha memoria. Ad esempio una graffetta di nickel e titanio deformata è in grado di riacquistare la sua forma originale se viene riscaldata. Ipotizzando che i processi mnemonici nei sistemi inanimati e nel cervello siano più simili di quello che sembra, una nuova ricerca combinerà neuroscienze sperimentali, fisica della materia soffice e reti neurali per indagare i meccanismi responsabili dell’archiviazione e del recupero delle informazioni. Il progetto triennale “Memory – from material to mind” (M2M), finanziato dallo Human Frontier Science Program (HFSP) con oltre un milione di dollari, sarà coordinato dal neuroscienziato della SISSA Mathew Diamond e coinvolgerà il fisico Nathan Keim della Pennsylvania State University e l’esperto di reti neurali Omri Barak del Technion - Israeli Institute of Technology.
M2M indagherà in particolare la memoria percettiva, il processo di archiviazione e recupero delle informazioni ricavate attraverso stimoli sensoriali. Il gruppo di ricerca cercherà di capire se i diversi tipi di memoria, ad esempio quelli coinvolti quando si confrontano stimoli vicini o lontani nel tempo, siano dovuti a un singolo sistema flessibile e riconfigurabile invece che a più sistemi specifici, come proposto dalle teorie attuali.
“Inizieremo studiando i processi responsabili per la formazione della memoria nel cervello” spiega Mathew Diamond. “Ma la novità del nostro approccio risiede nel passaggio dal cervello ai materiali”. Ispirandosi alla citazione di Richard Feynman “Quello che non riesco a creare, non lo saprò mai capire”, i ricercatori esamineranno le tipologie di memoria che è possibile ottenere nei materiali, fuori dal cervello. “Utilizzeremo le conoscenze acquisite attraverso le neuroscienze sperimentali per costruire reti di materiali capaci di estrarre e immagazzinare informazioni. Più nello specifico, grazie alle competenze di fisica della materia soffice del nostro team, delineeremo una struttura per l’archiviazione e il recupero di informazioni in grado di replicare i principali risultati biologici, come l’interazione tra la memoria a breve e lungo termine. I materiali in grado di estrarre e immagazzinare informazioni, come le particelle in sospensione sottoposte a moto forzato, possono essere organizzati in una rete flessibile che può fare da modello per le reti cerebrali”. Infine i ricercatori useranno le loro competenze nelle reti neurali computazionali per ritornare alla biologia: "Grazie all'uso del linguaggio delle reti neurali, proveremo a importare le regole della memoria dei materiali nel cervello," conclude Diamond.
Il programma HFSP ha finanziato solo il 4% delle domande ricevute, con un budget complessivo di 33 milioni di dollari per i prossimi tre anni. Il programma supporta le collaborazioni internazionali finalizzate alla comprensione dei meccanismi complessi degli organismi viventi. Finanzia in particolare progetti rischiosi e all’avanguardia e per questo è uno strumento prezioso per gruppi ricerca con potenziale innovativo e creativo.
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