I miliardi per la battaglia sul cervello

Ogni anno sono pubblicati oltre centomila articoli dedicati alle neuroscienze, ma la trasformazione della crescente massa di dati in terapie efficaci e in conoscenze utili per la vita quotidiana è un processo lento e scomodo. Due grandi progetti scientifici, che hanno ottenuto finanziamenti miliardari nell’Unione europea e negli Stati uniti, mirano ora a cambiare la situazione, ma si scontrano con molte critiche all’interno della loro stessa disciplina.

Probabilmente mai prima d’ora nella storia dell’umanità così tanti scienziati hanno studiato il cervello. Le indagini non riguardano solo la biologia e la neurologia. Anche altre discipline ricorrono a teorie e conoscenze mutuate dalle neuroscienze. Gli psichiatri per esempio considerano sempre più spesso le malattie mentali dal punto di vista del malfunzionamento del cervello. Nell’informatica e nella robotica, l’architettura e le funzioni dei neuroni sono utilizzate come modello per nuove tecnologie.

«Punto di vista»

swissinfo.ch apre le sue colonne a contributi esterni scelti. Pubblichiamo regolarmente testi di esperti, decisori, osservatori privilegiati, per presentare punti di vista originali sulla Svizzera o su una problematica riguardante la Svizzera. L’obiettivo è di arricchire il dibattito di idee.

swissinfo.ch

Queste molteplici attività di ricerca generano un’enorme quantità di dati e di articoli scientifici su tutti gli aspetti dell’organizzazione dei neuroni: l’espressione genica, la connessione neuronale, i modelli di attività cerebrale riprodotti con tecnologie di neuroimmagine, il comportamento animale e umano, solo per citarne alcuni.

Finora, tutti questi sforzi non si sono però trasformati in successo economico o in usi pratici. Stranamente, l’industria farmaceutica – che fino a poco tempo fa finanziava quasi la metà degli investimenti per la ricerca e per lo sviluppo di medicinali contro i disturbi mentali – negli ultimi anni ha tagliato drasticamente i fondi destinati alla ricerca sul cervello, perché gli investimenti non si sono dimostrati redditizi. Il pubblico dal canto suo ha cominciato ad annoiarsi degli annunci di «scoperte rivoluzionarie» da parte della neuroscienza.

Un numero crescente di pubblicazioni mette in questione il «mito del cervello» e la tendenza a guardare all’esistenza umana solo dal punto di vista delle funzioni cerebrali. Nello stesso tempo tuttavia le malattie causate da disfunzioni cerebrali – demenza, ictus e depressione, per esempio – crescono in maniera esponenziale, di pari passo con la crescita demografica e l’invecchiamento della popolazione.

Mentre la medicina ha registrato molti successi nella lotta contro i disturbi che riguardano cuore, polmoni, fegato e altri organi, le terapie mediche per le malattie del cervello sono rimaste indietro, per la complessità dell’organo e per la mancanza di conoscenze fondamentali sul funzionamento del cervello umano.

Risvegliare l’interesse

Ora un rilevante investimento pubblico nelle neuroscienze sta cercando di cambiare questa situazione – gli esempi più prominenti sono lo Human Brain Project (HBP) europeo, con sede a Losanna, e il progetto BRAIN statunitense, iniziati entrambi lo scorso anno. Sull’arco di dieci anni questi progetti mirano a investire miliardi – pagati dai contribuenti svizzeri, europei e statunitensi – per coordinare gli sforzi di ricerca al fine di «ottenere conoscenze fondamentali su quel che significa essere umani, sviluppare nuove cure per i disturbi cerebrali e creare nuove e rivoluzionarie tecnologie dell’informazione e della comunicazione», come dichiara lo Human Brain Project.

Saranno promesse vane? Fin dall’inizio, entrambi i progetti sono stati oggetto di molte critiche da parte degli stessi neuroscienziati. Lunedì della settimana scorsa, 155 scienziati hanno inviato una lettera aperta alla Commissione europea per «esprimere la loro preoccupazione sull’andamento dello Human Brain Project», che avrebbe adottato un «approccio troppo ristretto».

Markus Christen

Markus Christen è ricercatore in neuroetica e coordinatore della rete di ricerca «Ethics of Monitoring an Surveillance» (NEMOS), parte del programma di ricerca prioritario dell’università di Zurigo dedicato all’etica.

È membro del comitato indipendenze per gli aspetti etici, legali e sociali dello Human Brain Project. In questo articolo esprime la sua opinione personale.

Da osservatore esterno dello Human Brain Project e membro del Comitato per gli aspetti etici, legali e sociali dello HBP, un comitato indipendente, ho tre considerazioni da fare. La prima è che il progetto parte da una diagnosi corretta del problema, vale a dire la frammentazione e la carenza di conoscenze sul cervello. Agli occhi del pubblico lo HBP è stato percepito (così è stato in parte anche pubblicizzato) soprattutto come progetto che vuole «ricostruire il cervello umano in un computer» – ma questo aspetto non è centrale. I progetti propongono piuttosto una strategia per consolidare le conoscenze neuroscientifiche creando un «atlante» del cervello umano (progetto BRAIN) e una cassetta degli attrezzi informatica (HBP) che serviranno per le future ricerche sul cervello, molte delle quali non si possono fare su persone per ragioni etiche.

Unire gli sforzi

Lo Human Brain Project europeo e il progetto BRAIN statunitense vogliono unificare le conoscenze a vari livelli e fornire una guida per le ricerche empiriche – per esempio, per quel che riguarda l’espressione genica neuronale, l’identificazione del tipo di neuroni, la loro localizzazione e interconnessione e gli effetti comportamentali che risultano dall’attività coordinata di vari neuroni.

Poiché non è possibile decodificare il modello individuale di connessione neuronale del cervello umano nello stesso modo in cui è possibile sequenziare il genoma di una persona, gli neuroscienziati avranno bisogno di strumenti che dicano loro cosa guardare nei cervelli reali. Simulazioni e atlanti potrebbero diventare entrambi «integratori» di conoscenza e «lenti» attraverso le quali gli scienziati potranno guardare per affrontare la complessità del cervello. È un’idea affascinante e uno dei pochi modi per colmare la lacuna tra i dati disponibili sul cervello e le applicazioni nella vita quotidiana.

Questioni complesse

In secondo luogo, da un punto di vista etico, una sfida centrale, ma troppo spesso dimenticata, è costituita dalle conseguenze di questa strategia sulle stesse ricerche sul cervello. Certamente le neuroscienze pongono questioni etiche, relative per esempio alla sperimentazione sugli animali o alla protezione dei partecipanti umani a un esperimento – ma questi sono problemi etici «tradizionali», sui quali si è già riflettuto. Ma quando la stessa produzione del sapere è trasformata da progetti scientifici su ampia scala, emergono nuove questioni.

Per esempio: come scegliere i dati che sono usati nella simulazione, se ci sono dati contrastanti? Come assicurare la revisione partitaria (peer review) del codice utilizzato per selezionare l’enorme quantità di pubblicazioni scientifiche o del codice di simulazione stesso (presumibilmente con migliaia di righe di programma)? Come assicurare una collaborazione etica tra culture scientifiche diverse – per esempio biologi e ingegneri informatici – e tra paesi diversi con standard etici diversi, per esempio sul consenso informato? Come strutturare i risultati della simulazione in modo che la visualizzazione (che è artificiale) non induca in errore il lavoro sperimentale-

Si tratta di questioni complesse e le speculazioni su un «computer cosciente», che in qualche modo possono essere associate alla simulazione del cervello. sono troppo semplicistiche quando si tratta di esprimere le questioni etiche connesse a entrambi i progetti di ricerca sul cervello.

Terzo, la «big science» non è solo questione di denaro: fare ricerca scientifica su larga scala ha anche effetti significativi sul modo in cui la collaborazione scientifica è generata, strutturata, gestita e promossa. Questo potrebbe essere un dilemma inevitabile per i grandi progetti finanziati dai contribuenti. Quando un progetto è finanziato in modo cospicuo dagli enti pubblici, i suoi scopi dovrebbero essere spiegati pubblicamente e dovrebbe essere garantito un uso responsabile dei fondi. Ma questo potrebbe condurre a giustificazioni poco realistiche da parte dei ricercatori e ad aspettative esagerate da parte del pubblico, fomentate da spiegazioni semplicistiche ed enfatiche pubblicate nei media.

Inoltre la combinazione di scienza su larga scala, ampia disponibilità di fondi e pubblica attenzione può indurre a creare una struttura di supervisione che entra in conflitto con l’etica di scoperta dal basso di molti ambienti scientifici. Più interessi ci sono in gioco, maggiore è la pressione a fornire applicazioni pratiche, ciò che potrebbe rendere inevitabile un approccio scientifico più «ristretto e l’esclusione di temi e possibili collaboratori rilevanti. L’etica dovrebbe perciò porre la sua attenzione su questi importanti effetti collaterali della big science.

Le esperienze con il clima

Questi problemi delle neuroscienze non dovrebbero essere sottostimati, viste le esperienze simili già fatte nella ricerca sul clima, dove la simulazione ha un ruolo centrale sia nell’allocazione delle risorse, sia nelle decisioni politiche. Sociologi e studiosi della scienza che hanno analizzato l’uso delle simulazioni nella ricerca sul clima affermano che la collaborazione tra chi costruisce i modelli e gli scienziati empirici è problematica, che la visualizzazione tende a rendere sfocata la distinzione tra dati della simulazione e dati reali e che entrano in gioco vari meccanismi psicologici che potrebbero inficiare l’apprezzamento critico dei risultati delle simulazioni.

Myanna Lahsen ha per esempio investigato sulla collaborazione tra realizzatori di modelli e meteorologi e ha scoperto che questi ultimi non si sentivano coinvolti in modo appropriato al momento di elaborare i modelli generali di circolazione, precursori degli odierni modelli climatici. Gli empirici, i quali credono che l’esperienza sensibile sia la sola fonte di conoscenza, hanno una spiccata umiltà rispetto all’accuratezza delle previsioni meteorologiche, un’umiltà suffragata dall’esperienza. Si lamentano del fatto che i creatori di modelli hanno la tendenza a escludere gli altri, sono resistenti alla critica e hanno una «mentalità da fortino». Chi è scettico sul cambiamento climatico si riferisce a questi problemi quando critica la ricerca sul clima. L’incapacità di affrontare questo problema rischia di inficiare il motivo stesso dell’impresa scientifica: creare simulazioni che forniscano la base a ulteriori ricerche, generino conoscenza utile e permettano applicazioni affidabili. In questo senso, le preoccupazioni espresse  di recente da molti neuroscienziati rispetto allo Human Brain Project sembrano riproporre una costellazione  già vista in altri ambiti scientifici confrontati con un ampio uso della simulazione.

Jean-Pierre Changeux, un neuroscienziato francese membro di HBP ha formulato la necessita di un’«etica epistemica» quando si tratta di progetti di neuroscienza su larga scala che usano tecniche basate sull’analisi di grandi quantità di dati (big data) e simulazioni per affrontare le maggiori sfide della ricerca sul cervello. Questo significa che l’obiettivo di integrare il sapere e di usare i computer per guidare la ricerca avrà bisogno di un’accurata architettura di collaborazione fra le varie discipline, del supporto della comunità scientifica e dell’opinione pubblica e di un confronto approfondito con gli aspetti etici della neuroscienza su larga scala.

(Traduzione dall’inglese: Andrea Tognina)