Replicato il cervello di una mosca, può “vivere” in un ambiente digitale

Il video dura meno di un minuto. Si vede un insetto muoversi in uno spazio tridimensionale piuttosto scarno, un pavimento, alcuni alberi e qualche elemento d’arredo; la mosca cammina, si ferma, si strofina le zampe anteriori, poi ricomincia a camminare, allunga la proboscide verso una ciotola e inizia a mangiare. Nulla di straordinario, se non fosse che quella mosca non esiste, anzi, il suo corpo è un modello fisico simulato al computer, e a guidarlo c’è la copia digitale del cervello di una vera Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta che da decenni è il “beniamino” dei laboratori di genetica. Il filmato è stato pubblicato lo scorso 7 marzo dal dottor Alex Wissner-Gross, cofondatore della startup californiana Eon Systems, con sede a San Francisco ed ha fatto rapidamente il giro della rete. Wissner-Gross ha descritto l’esperimento in un lungo articolo sul suo blog Substack, definendolo «la prima incarnazione di un’emulazione cerebrale completa capace di produrre più comportamenti distinti»; il termine tecnico è whole-brain emulation (emulazione integrale del cervello), quindi non è un’Ai addestrata ad imitare un animale, ma è la copia artificiale della struttura biologica di un cervello reale, neurone per neurone, sinapsi per sinapsi, che funziona dentro un computer.

Il lavoro di Eon Systems ha un fondamento accademico, infatti nel 2024 Philip Shiu, oggi scienziato senior dell’azienda, aveva pubblicato sulla rivista Nature un modello computazionale dell’intero cervello adulto del moscerino della frutta: circa 125.000 neuroni e 50 milioni di connessioni sinaptiche; il modello era stato costruito grazie al connettoma FlyWire, una mappa completa del cablaggio neurale della Drosophila realizzata dall’Università di Princeton con il contributo di centinaia di scienziati nel mondo. Il modello, già nel 2024, era in grado di prevedere il comportamento motorio della mosca con una precisione del 95 per cento, ma era, “un cervello senza corpo”, produceva segnali che non venivano trasmessi da nessuna parte. L’aggiunta di questi giorni consiste nell’aver fornito a quel cervello digitale un corpo e un ambiente; utilizzando NeuroMechFly v2 (un simulatore biomeccanico sviluppato al Politecnico di Losanna), e il motore fisico MuJoCo, i ricercatori hanno collegato l’emulazione cerebrale a un corpo virtuale dotato di zampe, antenne, apparato boccale e 87 articolazioni indipendenti. Il risultato è un ciclo chiuso: l’ambiente invia stimoli sensoriali al cervello simulato, l’attività neurale si propaga attraverso il connettoma, i comandi motori escono dal cervello verso il corpo, e il corpo si muove: così la mosca digitale cammina, si orienta, reagisce a stimoli gustativi e tattili, si pulisce quando della “polvere virtuale” si deposita sulle antenne, e si nutre quando rileva cibo. Nessuno di questi comportamenti è stato programmato, emergono dalla struttura stessa del cervello copiato.

Le reazioni allo studio (e al video) pubblicati da Wissner-Gross non sono state tutte entusiaste; per esempio, Alexander Bates, ricercatore in neurobiologia alla Harvard Medical School (che studia proprio il cervello della Drosophila), ha espresso perplessità sull’assenza di una pubblicazione peer-reviewed (sottoposta a revisione accademica), sottolineando che per uno studio di questa portata ci si aspetterebbe un documento in grado di illustrare l’intero approccio nei dettagli. Sulle pagine di The Register, il professor Steve Furber – uno dei progettisti del processore ARM e tra i massimi esperti di simulazione neurale – ha riconosciuto che il risultato è notevole, ma ha anche osservato che alcune critiche indeboliscono alcune delle affermazioni fatte dall’azienda. Va detta che la stessa Eon Systems nel proprio documento tecnico ha ammesso che i risultati «non dovrebbero ancora essere interpretati come prova che la sola struttura cerebrale sia sufficiente a recuperare l’intero repertorio comportamentale della mosca in modo scientificamente rigoroso». La simulazione, in effetti, non include la neurochimica: i cervelli biologici funzionano non solo grazie a segnali elettrici tra neuroni, ma anche attraverso complesse interazioni chimiche che influenzano emozioni, motivazione, apprendimento e memoria. Il modello non comprende le cellule gliali, che nel cervello reale svolgono funzioni essenziali. Inoltre, la mosca non può imparare perché il cervello copiato è un’istantanea fissa, priva di plasticità sinaptica, può solo reagire agli stimoli, ma non può formare nuovi ricordi. Quindi è più corretto parlare di una piattaforma dimostrativa piuttosto che di un organismo digitale nel senso pieno del termine.

Però, va detto, l’esperimento segna una svolta significativa nel panorama dell’Ai e merita attenzione anche dal punto di vista educativo perché aiuta a comprendere una distinzione che spesso sfugge nel dibattito pubblico, quella tra intelligenza artificiale e emulazione cerebrale. I sistemi di IA che utilizziamo ogni giorno – chatbot, generatori di immagini e video, traduttori automatici, etc – si ispirano vagamente al funzionamento del cervello, ma non ne copiano la struttura; sono addestrati su enormi quantità di dati per riconoscere schemi e produrre risposte plausibili. L’emulazione cerebrale, invece, tenta l’operazione opposta: riprodurre fedelmente l’architettura biologica per far si che il comportamento emerga da solo. La differenza, più che tecnica, è concettuale, e l’esperimento della mosca è un’occasione preziosa per portare nelle aule scolastiche e universitarie una riflessione su cosa significhi davvero “intelligenza”, artificiale o meno. Eon Systems non nasconde le proprie ambizioni: il passo successivo dichiarato è l’emulazione del cervello di un topo, che conta circa 70 milioni di neuroni, 560 volte più di un moscerino. In prospettiva, l’orizzonte è quello dell’emulazione del cervello umano, con i suoi 86 miliardi di neuroni e migliaia di miliardi di sinapsi: Wissner-Gross sostiene che il problema è ormai di scala e non di principio di funzionamento: «se il cervello di una mosca può compiere un ciclo sensomotorio in simulazione, la differenza con il topo è solo riferita alla dimensione, non alla struttura». Molti scienziati sono scettici sulla tempistica di sviluppo dei nuovi modelli cerebrali, ma il fatto stesso che ci sia un dibattito su questo tema è già una presa d’atto che il mondo della scienza si sta muovendo in questa direzione.

Se un giorno fosse possibile copiare un cervello umano e farlo funzionare in un ambiente digitale, quella copia sarebbe ancora la stessa persona? Avrebbe coscienza, ricordi, identità? Spegnere il simulatore equivarrebbe a ucciderla? Sono domande che fino a ieri abitavano soltanto nei romanzi di Asimov, oggi, invece, cominciano a bussare alla porta dei comitati di bioetica. Il CEO di Eon Systems, Michael Andregg, ha dichiarato di considerare la mosca digitale «un vero animale» e ha comunicato che sta già progettando ambienti virtuali più ricchi dove farla vivere. Per ora si tratta di un moscerino in una scatola di pixel, ma la strada che si intravede all’orizzonte – con tutte le sue incognite e le cautele del caso – è una di quelle che vale la pena seguire con attenzione, senza fretta di celebrare e senza la tentazione di condannare.