La National University of Singapore (Università Nazionale di Singapore) ha attivato, all’interno del Centre for Life Sciences, un prototipo capace di elaborare dati sfruttando cellule cerebrali umane coltivate in laboratorio. Il cosiddetto data center biologico non si affida soltanto ai tradizionali chip al silicio: parte delle operazioni viene svolta da neuroni viventi, collegati a dispositivi elettronici attraverso degli elettrodi.
Il progetto nasce dalla collaborazione tra l’Università Nazionale di Singapore, l’azienda australiana Cortical Labs e la società di infrastrutture digitali DayOne. La prima installazione comprende un rack con 20 unità Cortical Cloud: con “rack” si indica la struttura verticale, simile a un grande armadio metallico, utilizzata normalmente nei data center per ospitare e organizzare server e altre apparecchiature informatiche. In questo caso, però, al suo interno trovano posto sistemi che integrano componenti elettroniche e neuroni umani viventi, trasformando un’infrastruttura tipica dell’informatica tradizionale in un esperimento di biocomputing.
Come funziona il data center di Singapore
Il prototipo combina componenti biologiche e circuiti tradizionali: i ricercatori parlano di “wetware”, ossia neuroni ottenuti a partire da cellule staminali che crescono sopra un chip in grado di inviare e ricevere impulsi elettrici. Il software invia stimoli alla rete neuronale e registra le risposte, creando un circuito in cui neuroni viventi e silicio comunicano in tempo reale. Più che sostituire i chip, il sistema opera come ibrido: i neuroni svolgono compiti di apprendimento e adattamento, mentre l’elaborazione convenzionale resta affidata a componenti elettronici.
La manutenzione comporta requisiti diversi rispetto ai data centre tradizionali: i tecnici devono alimentare le cellule con una miscela di zuccheri, micronutrienti e sostanze che regolano il pH ogni tre giorni e garantire un flusso di gas – ossigeno, azoto e anidride carbonica – per mantenere condizioni compatibili con la sopravvivenza dei neuroni. Queste esigenze pratiche fanno parte dell’infrastruttura sperimentale che integra colture viventi e impianti elettronici.
L’origine del biocomputing e la scala del progetto
La collaborazione con Cortical Labs, azienda australiana con sede a Melbourne, si inserisce in un filone di ricerca che punta a integrare neuroni ed elettronica. Cortical Labs ha sviluppato dispositivi come il CL1, descritto dall’azienda come un computer biologico sul quale si può eseguire codice direttamente; le cellule in quei dispositivi possono essere mantenute in vita per diversi mesi. Parallelamente, la Johns Hopkins University studia il campo noto come “organoid intelligence”, utilizzando colture di cellule nervose per esplorare apprendimento e memoria e potenziali forme alternative di elaborazione informatica.
La novità del prototipo di Singapore è la scala: la NUS descrive l’iniziativa come un primo passaggio verso una infrastruttura di Biological Data Center che, dopo la validazione universitaria, potrebbe essere trasferita in un data centre commerciale gestito da DayOne. L’intento è dunque portare fuori dai laboratori una tecnologia finora principalmente sperimentale, testandone la replicabilità e la compatibilità con spazi di gestione dati su scala più ampia.
Vantaggi potenziali e limiti dell’approccio
Il principale argomento a favore dell’uso di reti neuronali biologiche è l’efficienza energetica: i neuroni elaborano informazioni e si adattano agli stimoli consumando quantità di energia molto inferiori rispetto alle infrastrutture usate per addestrare e far funzionare grandi sistemi di intelligenza artificiale. La NUS individua applicazioni possibili nella ricerca sui farmaci, nelle malattie neurologiche, nell’intelligenza artificiale e nell’ottimizzazione energetica.
Resta però chiaro che il progetto è sperimentale: i neuroni lavorano in sinergia con componenti elettronici tradizionali e non è in discussione l’idea di data centre composti da “cervelli in provetta”. L’obiettivo è comprendere se alcune proprietà delle reti neuronali possano offrire vantaggi concreti in termini di potenza di calcolo e consumo, verificando al contempo le esigenze operative e i vincoli imposti dalla necessità di mantenere in vita le colture.
La sperimentazione a Singapore mette in campo elementi già testati in laboratorio, li scala su una prima infrastruttura e apre la strada a successive fasi di validazione e trasferimento commerciale, mantenendo al centro la gestione delle colture e la convivenza tra biologia e silicio.