I computer si sono fatti sempre più piccoli, ma mai fino ad oggi erano riusciti a raggiungere tali dimensioni infinitesimali. I ricercatori del prestigioso Massachusetts Institute of Technology (Mit) hanno sviluppato una tecnica per creare cellule sintetiche capaci di elaborare calcoli complessi, sia in analogico sia in digitale. Gli esperti hanno così creato un vero e proprio circuito integrato vivente, in grado di funzionare come un comparatore, convertendo i segnali analogici in ingresso in output digitali. Per semplificare la spiegazione, i ricercatori hanno paragonato l’elaborazione analogica delle cellule al processo di adattamento progressivo dell’occhio umano quando viene esposto alla luce.
Il calcolo digitale, invece, che consiste solo in una serie di “zero” e “uno” e quindi di status “acceso” o “spento”, può essere accomunato alla morte della cellula stessa. Fino ad oggi, la ricerca sui sistemi biologici sintetici si era concentrata solo su uno dei due settori, con evidenti limiti applicativi. Compiere calcoli più complessi richiederebbe un utilizzo di un numero maggiore di componenti, obiettivo difficile da raggiungere in ecosistemi di questo genere.
Le cellule naturali sono invece già in grado da milioni di anni di comportarsi in modo analogico o digitale, a seconda delle necessità. I circuiti sintetici scoperti dal Mit, presentati in un paper pubblicato dalla rivista Nature Communications, possono misurare il livello di un input analogico, come un particolare elemento chimico legato a una malattia, e decidere in autonomia se attivarsi per produrre un output specifico. In questo caso, la necessità di un trattamento farmacologico.
La difficoltà, ha sottolineato il ricercatore Timothy Lu del Mit, è insita nella natura del calcolo basato sul sistema binario: “Il digitale è fondamentalmente una forma di elaborazione in cui si dispone di ‘intelligenza’ in forme molto semplici: ogni componente realizza cose facili, ma quando si mettono insieme si ottiene qualcosa che è davvero smart”.
La vera sfida per gli scienziati è stata quella di unire tutte queste parti, perché in biologia fino ad oggi non era stato possibile “assemblare miliardi di transistor come si fa sul silicio”, ha aggiunto Lu. Come anticipato, il principale ambito applicativo di questa ricerca è quello medico: già nel prossimo futuro sarà possibile vedere in azione “circuiti viventi” per curare in modo mirato alcune malattie, oppure per somministrare la corretta dose di insulina nelle persone diabetiche.