Negli ultimi anni, la ricerca nel campo delle neuroscienze ha portato allo sviluppo di organoidi cerebrali, strutture tridimensionali derivate da cellule staminali umane capaci di replicare alcune proprietà funzionali del cervello. Un progresso significativo è stato registrato nel 2022 presso la Cortical Labs di Melbourne, dove un sistema denominato “DishBrain” ha dimostrato per la prima volta la capacità di apprendimento in vitro. In questo esperimento, neuroni coltivati su microelettrodi sono stati collegati a un ambiente virtuale, riuscendo a imparare a giocare a una versione semplificata del videogioco Pong attraverso un meccanismo di feedback elettrico.
Successivamente, nel 2023, ricercatori della Indiana University Bloomington negli Stati Uniti hanno sviluppato sistemi neurali bioibridi in grado di eseguire compiti computazionali elementari, come il riconoscimento di pattern. In questi esperimenti, gli organoidi sono stati integrati con circuiti elettronici che fornivano input strutturati e registravano le risposte elettriche, evidenziando una modulazione dell’attività neuronale coerente con processi di apprendimento.
Nel 2024, ulteriori sviluppi sono stati riportati da gruppi di ricerca affiliati alla Johns Hopkins University a Baltimora, dove organoidi cerebrali più complessi sono stati utilizzati per studiare la plasticità sinaptica in risposta a stimoli ripetuti. I risultati hanno mostrato che le connessioni neuronali all’interno di queste strutture possono rafforzarsi o indebolirsi in modo adattivo, un processo alla base dell’apprendimento biologico.
Questi esperimenti dimostrano che i tessuti neurali coltivati in vitro non si limitano a generare attività elettrica spontanea, ma possono essere addestrati a modificare il proprio comportamento in funzione dell’esperienza. Il fenomeno osservato è riconducibile alla plasticità sinaptica, che consente alle reti neurali di ottimizzare la trasmissione dei segnali.
Dal punto di vista applicativo, tali sistemi offrono nuove opportunità per lo studio delle malattie neurologiche e per lo sviluppo di piattaforme bioibride. Tuttavia, l’aumento della complessità funzionale solleva anche questioni etiche rilevanti, in particolare riguardo ai limiti della sperimentazione su tessuti neurali umani.
Nel complesso, questi risultati segnano un passaggio cruciale nella comprensione dei meccanismi dell’apprendimento, dimostrando che anche sistemi biologici semplificati possono esibire forme rudimentali di adattamento e apprendimento.
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273%2822%2900806-6?
