L'intelligenza Organoide potrebbe aumentare notevolmente la potenza di elaborazione dell'IA con le cellule cerebrali umane

Tutti si stanno dando da fare per integrare l'intelligenza artificiale nel maggior numero possibile di aspetti della vita umana. Reti neurali e apprendimento automatico possono offrire velocità di elaborazione notevolmente migliorate, ma questi aspetti si basano ancora su percorsi digitali che non potranno mai imitare completamente la struttura biologica del cervello umano. Il prossimo passo verso il miglioramento dell'intelligenza artificiale sarebbe quello di combinare il meglio del mondo digitale e di quello biologico. Alcuni scienziati stanno già sperimentando questa possibilità: un nuovo articolo pubblicato sulla rivista accademica Frontiers of Science si immerge nel regno dei biocomputer e dell'intelligenza organoide (OI).

Tutte le applicazioni di IA oggi si basano sulla potenza di calcolo fornita da potenti CPU o GPU. L'OI, invece, sta cercando di apportare "progressi senza precedenti in termini di velocità di calcolo, potenza di elaborazione, efficienza dei dati e capacità di archiviazione" sfruttando la complessità delle colture cellulari coltivate in laboratorio e ricavate da cellule cutanee adulte, che consistono in gruppi 3D di neuroni e altre cellule cerebrali.

Invece di addestrare i modelli informatici a riprodurre i processi di pensiero umani, una soluzione più efficace sarebbe quella di combinare effettivamente i metodi di elaborazione digitale con le strutture cerebrali biologiche. Thomas Hartung, professore presso la Bloomberg School of Public Health della John Hopkins University e uno dei coautori del suddetto articolo scientifico, spiega:

I computer basati sul silicio sono certamente più bravi con i numeri. Ad esempio, AlphaGo (l'IA che ha battuto il numero 1 al mondo di Go nel 2017) è stato addestrato sui dati di 160.000 partite. Una persona dovrebbe giocare cinque ore al giorno per più di 175 anni per sperimentare così tante partite.

Stiamo raggiungendo i limiti fisici dei computer al silicio perché non possiamo inserire più transistor in un minuscolo chip. Il cervello è cablato in modo completamente diverso. Ha circa 100 miliardi di neuroni collegati attraverso oltre 1015 punti di connessione. Si tratta di una differenza di potenza enorme rispetto alla nostra tecnologia attuale.

Mentre i nuovi metodi per rimpicciolire i transistor al di là dell' Angstrom si potrebbero immaginare nuovi modi per rimpicciolire i transistor oltre la soglia dell'Angstrom, l'efficienza energetica dei circuiti dei computer non sarebbe comunque vicina alle capacità delle cellule cerebrali umane in questo senso. Hartung precisa che "la quantità di energia spesa per addestrare AlphaGo è superiore a quella necessaria per sostenere un adulto attivo per un decennio".

Per ora gli scienziati sono riusciti a costruire organoidi che contengono circa 50.000 cellule. È un inizio promettente, ma per vedere un uso pratico che vada oltre le attuali capacità dell'intelligenza artificiale, Hartung ritiene che gli organoidi debbano arrivare a più di 10 milioni di cellule. Con le possibilità attuali, ci vorranno anni, forse addirittura decenni prima di ottenere strutture organoidi così complesse, quindi c'è abbastanza tempo per sviluppare un codice etico per questo approccio. Per mettere le cose in prospettiva, un altro coautore, il dottor Brett Kagan, ha dimostrato in uno studio del dicembre 2022 come una singola struttura di cellule cerebrali piatte sia in grado di imparare a giocare a Pong.

Oltre a potenziare la potenza di elaborazione delle applicazioni di IA, l'OI potrebbe anche aiutare a identificare cure per malattie neurologiche degenerative come l'Alzheimer o persino a scoprire varie sostanze che potenziano le capacità di apprendimento e di memoria degli esseri umani.

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