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Informatica usa come modello il cervello umano per lo sviluppo di nuovi computer

Alcuni ricercatori finanziati dall’Unione europea stanno studiando il funzionamento del cervello umano per sviluppare nuovi computer. Il progetto BRAIN-I-NETS (“Novel brain-inspired learning paradigms for large-scale neuronal networks”) ha ricevuto finanziamenti per 2 milioni di euro in riferimento all’area tematica dedicata alle Tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) del Settimo programma quadro (7° PQ).

I partner del progetto intendono ispirarsi ai processi di apprendimento messi in atto naturalmente a livello cerebrale per mettere a punto una nuova generazione di computer, in grado di pensare in modo autonomo e di imparare attivamente.

“Contrariamente a quanto accade nei computer di oggi, il cervello non esegue un programma definito ma adatta costantemente le proprie funzioni e le riprogramma da zero”, ha spiegato il dottor Wolfgang Maass insieme al coordinatore del progetto, il dottor Robert Legenstein dell’Istituto per le scienze teoriche del Politecnico di Graz, in Austria. “Molti di questi effetti non hanno ancora trovato una spiegazione.

Il cervello umano è costituito da miliardi di cellule nervose collegate dalle sinapsi. Queste sinapsi cambiano continuamente, un fenomeno, questo, definito plasticità sinaptica. Proprio questa plasticità è alla base della capacità del cervello di pensare ed imparare. Ad oggi sono numerosi gli scienziati che hanno tentato di progettare sistemi informatici basati sulle reti neurali biologiche.

Tuttavia, i precedenti tentativi di riprodurre la capacità di apprendimento del cervello secondo questa modalità non hanno dato risultati ottimali: ai ricercatori mancavano, infatti, alcune informazioni essenziali sul modo in cui avviene il processo di apprendimento nel cervello umano. “I meccanismi di apprendimento che hanno luogo a livello cerebrale sembrano essere molto più solidi e flessibili di quelli abitualmente utilizzati nei sistemi informatici di ispirazione ‘neurale'”, evidenziano i partner.

Alcune nuove tecniche nell’ambito delle neuroscienze hanno consentito ai ricercatori di iniziare a tenere traccia di quanto accade in un cervello in fase di apprendimento “in vivo”. I primi risultati di questi esperimenti indicano che dovrebbero forse essere riscritte le regole che disciplinano la plasticità sinaptica.

I partner del progetto BRAIN-I-NETS studieranno i processi che hanno luogo a livello cerebrale in fase di apprendimento, analizzando le regole che governano questi processi per poi applicarle ai processi informatici. L’obiettivo ultimo è quello di “sviluppare nuovi principi di progettazione per sistemi hardware flessibili, riconfigurabili e su larga scala in cui implementare nuove regole d’apprendimento ispirate alle reti neurali biologiche in vivo”.

Molti degli strumenti utilizzati in BRAIN-I-NETS sono stati messi a punto nel quadro del progetto FACETS (“Fast analog computing with emergent transient states”), finanziato dal Sesto programma quadro (6° PQ).

Oltre al Politecnico di Graz, hanno partecipato al progetto triennale anche il Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia, l’Università di Heidelberg in Germania, l’Università di Zurigo e l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera e lo University College London (UCL) nel Regno Unito.

Per maggiori informazioni, visitare:

BRAIN-I-NETS:
http://brain-i-nets.kip.uni-heidelberg.de/

TU Graz:
http://www.tugraz.at

Ricerca sulle TIC nell’ambito del 7° PQ:
http://cordis.europa.eu/fp7/ict/home_en.html
Cordis.eu

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