Un team di ingegneri dell’Università del Massachusetts Amherst ha annunciato un risultato che potrebbe riscrivere il futuro dell’elettronica e dell’intelligenza artificiale: la creazione di un neurone artificiale capace di funzionare con la stessa tensione elettrica di quelli biologici e, soprattutto, di interagire direttamente con cellule viventi. La scoperta, pubblicata su Nature Communications, rappresenta un possibile punto di svolta nella progettazione di computer più efficienti e dispositivi medici in grado di dialogare con il corpo umano senza passaggi intermedi.
Un cervello artificiale che parla come quello umano
Il confronto tra cervello e computer è impietoso: mentre la nostra mente elabora un’enorme quantità di informazioni consumando appena 20 watt, un modello linguistico come ChatGPT può superare il megawatt per compiere un compito analogo.
Questo abisso energetico ha spinto il ricercatore Shuai Fu e il professore Jun Yao a concepire un neurone artificiale radicalmente diverso dai precedenti. Le precedenti soluzioni richiedevano infatti tensioni dieci volte superiori e consumavano fino a cento volte più potenza, rendendole incompatibili con i neuroni reali. Il nuovo prototipo, invece, opera a 0,1 volt, esattamente come le cellule nervose del corpo umano.
Questa equivalenza elettrica non è un semplice dettaglio tecnico: significa che i neuroni artificiali possono collegarsi in modo naturale a quelli biologici, senza sovraccarichi o interferenze. Un collegamento potenzialmente destinato a far nascere interfacce uomo-macchina di nuova generazione.
Alla base dell’invenzione c’è una nanofibra proteica ricavata dal batterio Geobacter sulfurreducens, celebre per la sua capacità di produrre elettricità. Questo “filo vivente” era già utilizzato dal team per sviluppare un biofilm alimentato dal sudore in grado di ricaricare piccoli dispositivi, un “naso elettronico” per diagnosticare malattie e persino un sistema capace di catturare energia dall’aria. Ora lo stesso materiale diventa la componente fondamentale di un neurone sintetico, trasformando un organismo microscopico in un alleato tecnologico.
Sensoristica, dispositivi medici e computer bio-ispirati
Le prospettive applicative sono molteplici. Nel campo della salute, i sensori indossabili attuali devono amplificare i segnali biologici prima di inviarli a un processore, con conseguente spreco energetico e maggiore complessità elettronica. Utilizzando i nuovi neuroni a basso voltaggio, l’amplificazione non sarebbe più necessaria, aprendo la strada a dispositivi più sottili, meno invasivi e alimentati direttamente dai segnali del corpo.
Parallelamente, in ambito informatico si fa strada l’idea di computer bio-ispirati, capaci di imitare l’estrema efficienza del cervello umano. Se queste reti di neuroni artificiali venissero scalate in sistemi complessi, potremmo assistere alla nascita di architetture informatiche organiche, con un consumo energetico drasticamente inferiore rispetto agli attuali data center.
Una fusione tra biologia e ingegneria che, secondo i ricercatori, rappresenta solo l’inizio di una nuova generazione di dispositivi ibridi, metà macchina e metà viventi.
