Riconoscere volti è capacità innata, lo suggerisce studio su pulciniRoma, 25 set. (askanews) – Il cervello animale, compreso quello umano, è predisposto a riconoscere i volti? Esiste una propensione biologica innata per questa capacità? Domande che alimentano da tempo la diatriba tra chi sostiene questa tesi e chi invece ritiene che sia una capacità che si apprende con l’esperienza e con l’esposizione alle facce. Nel dibattito interviene un recente studio condotto da un gruppo di ricerca del Centro interdipartimentale Mente e Cervello (Cimec) dell’Università di Trento. Il team ha individuato, in pulcini di una settimana di vita che non sono mai stati esposti a volti, una popolazione di neuroni che rispondono a uno stimolo visivo simile a un viso, comprendente tre puntini che ricordano due occhi e un becco (o una bocca). Gli stessi animali non rispondono invece a tratti facciali isolati o a punti disposti in modo disordinato. I risultati dello studio “Innate face-selectivity in the brain of young domestic chicks” pubblicato su Pnas, suggeriscono che il riconoscimento dei volti è quindi innato.

Numerosi studi comportamentali suggeriscono che la selettività ai volti potrebbe essere una caratteristica innata del cervello. Sia i neonati umani sia i pulcini appena usciti dall’uovo che non hanno mai visto dei volti prima di venire alla luce, mostrano attrazione spontanea verso stimoli simili a volti composti da tre tratti scuri che rappresentano occhi e una bocca (o un becco). Tuttavia, il meccanismo neurale di questa predisposizione innata era sconosciuto. Gli esperimenti condotti dal gruppo di ricerca UniTrento hanno dimostrato che i neonati pennuti messi di fronte a forme che assomigliano a delle facce schematizzate reagiscono con una sensitività specifica. La risposta registrata è stata a livello di singoli neuroni e in una precisa regione cerebrale. Si chiama ‘nidopallio caudolaterale’ ed è considerata un equivalente aviario della corteccia prefrontale dei mammiferi.

Lo studio è stato condotto nel Laboratorio di cognizione animale e neuroscienze (ACN) del Cimec diretto da Giorgio Vallortigara. “Abbiamo fatto tutta una serie di controlli – spiega Vallortigara – utilizzando faccine schematiche in cui i puntini sono stati rovesciati, cambiati, disposti in tutte le combinazioni possibili. E questi neuroni sembrano rispondere proprio soltanto alle facce. Il che suggerisce che questa sensibilità ai volti è probabilmente innata nel cervello dei vertebrati”. Un altro aspetto interessante della ricerca riguarda la funzione di questa sensibilità, che spiega ad esempio, perché a volte ci sembra di vedere dei volti nelle nuvole o nelle macchie sui muri, il fenomeno cosiddetto della “pareidolia”. “Questo processo psicologico – dice Vallortigara – è il risultato di un meccanismo cerebrale naturale. È come se i nostri cervelli fossero dei diapason predisposti a essere sensibili a questa semplicissima configurazione di punti posti nelle posizioni giuste. Si tratta di stimoli che in natura non esistono. Nel mondo non ci sono faccine schematiche, però queste faccine platoniche sono il modo più economico per i cervelli di rappresentare qualcosa che assomigli a una faccia. Quindi un neonato o un pulcino appena nato sarà attratto da questi stimoli costituiti da tre macchiette scure disposte a triangolo rovesciato e così potrà imparare, col tempo, le caratteristiche specifiche della faccia della mamma e distinguerle da quelle di un estraneo. Questi neuroni agiscono come una sorta di face detector, dei meccanismi che favoriscono l’apprendimento su una particolare categoria di stimoli, importanti dal punto di vista della vita sociale”.

Lo studio – conclude Unitn – suggerisce che l’apprendimento non sarebbe possibile se non fosse sostenuto da un sistema di predisposizioni innate. Secondo gli autori della ricerca, imparare partendo da zero, attraverso prove ed errori, sarebbe infatti troppo dispendioso e il rischio di sbagliare elevato.

Meccanica quantistica, a Trento nuova mostra di Infn e MuseRoma, 7 dic. (askanews) – La meccanica quantistica è la protagonista della mostra “Quanto. La rivoluzione in un salto”, realizzata dall’INFN, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e dal MUSE, il Museo delle Scienze di Trento, e aperta al pubblico dal 7 dicembre 2023 al 15 giugno 2024.

“La Meccanica Quantistica ha rappresentato un vero e proprio cambio di paradigma, dal punto di vista non solo scientifico, ma anche umano e sociale” sottolinea Antonio Zoccoli, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. “A oltre cento anni dalla sua formulazione, scienziate e scienziati dibattono ancora sui suoi principi fondanti, sulle sue implicazioni epistemologiche e filosofiche. E, a partire dalla meccanica quantistica, continuano a sviluppare nuove tecnologie che porteranno ad applicazioni, alcune delle quali con ogni probabilità potranno rivelarsi rivoluzionarie per le nostre vite e la nostra società. Questa mostra nasce quindi dalla consapevolezza che una maggiore comprensione di questa straordinaria teoria è un passo fondamentale per una maggiore conoscenza della natura, dell’universo, della realtà stessa in cui tutti noi ci troviamo a vivere”. La meccanica quantistica offre un quadro fondamentale per comprendere la natura e il comportamento della materia a livello di particelle subatomiche. Nata nell’ambito della ricerca teorica la troviamo applicata in molteplici tecnologie, quali ad esempio i computer, i laser, e la crittografia per garantire comunicazioni praticamente impossibili da intercettare. Non solo, sebbene sia nata principalmente in fisica, sta diventando sempre più rilevante in tanti altri campi, come ad esempio in biologia.

“A dieci anni dalla sua inaugurazione – aggiunge il direttore del MUSE Michele Lanzinger – il MUSE mette ancora una volta in campo la sua natura di istituzione poliedrica che, con angolature diverse e per pubblici diversi, è costantemente impegnata in attività e iniziative di divulgazione scientifica proiettate alla comprensione e alla condivisione di ragionamenti sul futuro della nostra società. Questo è il caso di ‘Quanto’, un ragionamento in forma di mostra che ci porta a comprendere le teorie scientifiche quali somma di modifiche e miglioramenti continui in base alle nuove evidenze e ai risultati della ricerca. Un’occasione per riflettere su come la scienza sia il metodo migliore per comprendere il funzionamento del mondo che ci circonda. Incoraggiare il pensiero critico, comprendere il metodo scientifico, stimolare riflessioni e dialoghi sulla scienza, sviluppare consapevolezza sulle sue applicazioni e accrescere un personale e collettivo senso di responsabilità. Questo è l’obiettivo e il metodo del nostro operare, questo è il nostro metterci in gioco per e assieme alla nostra collettività”. L’allestimento, progettato dallo studio di design Dotdotdot, guida i visitatori in un visionario viaggio nel tempo che, partendo dall’atomo, conduce all’universo. Installazioni multimediali e interattive, exhibit, strumenti di ricerca di oggi e del passato, videoscenografie accompagnano nel racconto della meccanica quantistica e della rivoluzione che questa straordinaria descrizione della realtà ha portato nel pensiero scientifico, nella cultura e nello sviluppo tecnologico.

La mostra propone un percorso in cinque tappe che, partendo dalla concezione ottocentesca della fisica classica, conduce a un totale cambiamento di prospettiva nella visione dell’universo a tutte le scale. Si inizia con la tappa dedicata al mondo macroscopico descritto dalla fisica classica, protagonisti del racconto, i corpi e la luce. Si prosegue con il microcosmo, addentrandoci nell’atomo, dove la teoria classica entra in crisi ed emerge la necessità di una nuova visione del mondo fisico: nasce l’idea del quanto di luce. La mostra si conclude con l’ultima tappa dedicata al cosmo alle manifestazioni macroscopiche della meccanica quantistica, come l’accensione delle stelle, e alla nuova concezione dell’universo, una realtà spiazzante, dove tutto è quantistico, inclusa la materia di cui siamo fatti.

La matematica per la medicina, a Unitn un laboratorio dedicatoRoma, 27 set. (askanews) – Le persone, soprattutto quelle malate, non sono numeri. Ma dalla scienza dei numeri può arrivare un contributo importante per cercare di curarle meglio. Esempi sono i modelli matematici per comprendere il funzionamento del cuore e le patologie cardiovascolari, studi sulla distribuzione e la frequenza delle malattie o l’analisi di dati genetici molto complessi per una medicina preventiva e personalizzata. Un’area disciplinare da anni presente all’Università di Trento e che ora – informa l’ateneo – ha fatto un salto di qualità.

Di recente, infatti, è stato istituito il laboratorio di matematica per la biologia e la medicina, che raccoglie linee di ricerca già attive al Dipartimento di Matematica con l’obiettivo di promuovere le collaborazioni con personale clinico, istituti di ricerca e aziende nel settore biomedico. L’obiettivo è sviluppare strumenti matematici in grado di ottenere modelli della biologia e della fisiologia e patologia umana sempre più aderenti alla realtà. Ciò per simulare al computer, o su piattaforme di calcolo scientifico, processi biologici e così individuare possibili soluzioni ed eventuali rischi con cui il personale sanitario si potrà confrontare prima di decidere le azioni da seguire. Lucas Omar Müller, professore del Dipartimento di Matematica, spiega: “L’ambizione non è tanto sviluppare una matematica per applicazioni alla biologia e alla medicina, quanto una disciplina di frontiera in cui matematica, biologia e medicina convergono sui problemi da affrontare, ognuna con le proprie competenze. Ciò porta a una crescita reciproca. A un nuovo modo di fare ricerca in matematica, biologia, medicina che da alcuni anni sta crescendo in Italia e all’estero”.

A dimostrazione di questo approccio interdisciplinare, il Dipartimento di Matematica, oltre a curare la supervisione di tesi e tirocini a tema, da una decina di anni propone a studenti e studentesse della laurea magistrale due percorsi formativi incentrati su la matematica applicata alla biologia e alla medicina, offrendo per esempio alcune lezioni tenute da medici per favorire una maggiore interdisciplinarità già negli anni della formazione. Il team del Laboratorio è composto dai professori e professoresse Andrea Pugliese, Ana Alonso, Lucas Omar Müller, Mario Lauria, Veronica Vinciotti e Simone Pezzuto, e da un gruppo di circa dieci dottorandi e post-doc. La linea più radicata, la prima a essere stata avviata, è quella dell’ecologia ed epidemiologia matematica, in riferimento alla dinamica delle infezioni da batteri e virus, ma anche al controllo di insetti nocivi e più in generale agli studi ambientali. Un altro gruppo è quello della statistica e della scienza dei dati per la biologia molecolare e il settore biomedico. È l’ambito che si occupa di analisi di dati complessi, come i profili genetici o quelli molecolari, che richiedono l’elaborazione di grandi moli di dati. Infine c’è l’area che elabora modelli per la fisiologia e patofisiologia del corpo umano, dalla fluidodinamica del sangue e dei liquidi cerebrali alla meccanica e elettrofisiologia del cuore.

Le attività del Laboratorio saranno presentate sabato 30 settembre a Palazzo Consolati (Trento – Via S. Maria Maddalena, 1) al workshop “Matematica per la biologia e la medicina: un nuovo laboratorio a UniTrento”, a ingresso libero su prenotazione.

Intelligenza artificiale, nasce l’unità trentina della rete EllisRoma, 8 set. (askanews) – Da anni l’Università di Trento con il Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione e la Fondazione Bruno Kessler collaborano sull’intelligenza artificiale e il machine-learning. Una delle priorità delle due istituzioni, come già dimostrato dai progetti realizzati negli ultimi anni nei settori Industria 4.0, Salute e Smart Cities, è garantire che le tecnologie dell’IA siano a servizio di aziende e cittadini. Queste attività saranno ulteriormente sviluppate grazie alla partecipazione al laboratorio europeo Ellis sull’IA. L’obiettivo – informa una nota – è creare un “ecosistema della ricerca” in Trentino e rendere il territorio sempre più competitivo a livello internazionale.

Ellis (European Laboratory for Learning and Intelligent Systems) è come un “laboratorio diffuso” che riunisce scienziati e scienziate delle più prestigiose realtà di ricerca europee (da Oxford e Cambridge a Zurigo e Tubinga) che si occupano di apprendimento automatico. Attualmente conta 39 unità in 14 paesi. L’intento è quello di promuovere lo sviluppo scientifico dell’intelligenza artificiale in Europa, rendendo l’intero continente leader mondiale in questo campo. Le Unità Ellis vengono selezionate sulla base dell’eccellenza scientifica da un comitato di scienziati di diversi paesi. L’Università di Trento partecipa con il Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione. Nicu Sebe, docente al Dipartimento, è il co-direttore dell’Unità Ellis di Trento – presentata ufficialmente oggi – insieme a Bruno Lepri responsabile dell’Unità di ricerca Mobs del Centro per la Società Digitale di FBK. “L’Unità Ellis di Trento – ha affermato Sebe – ha lo scopo di consolidare i legami già molto forti tra i due principali attori, l’Università di Trento e la Fondazione Bruno Kessler, ma anche di riunire l’intero ecosistema di ricerca del Trentino comprendente start-up, industria, e la pubblica amministrazione. Sarà anche un punto focale per i ricercatori attivi nel Nord-Est Italia”.

“L’unità Ellis di Trento sarà caratterizzata da una forte multidisciplinarietà e coinvolgerà argomenti fondazionali e applicativi – ha aggiunto Lepri – In particolare, l’unità si focalizzerà su approcci innovativi in visione artificiale, elaborazione del linguaggio naturale, remote sensing, apprendimento automatico, intelligenza artificiale sociale e cooperativa, e allo stesso tempo presterà molta attenzione alle applicazioni dell’intelligenza artificiale alle sfide climatiche, urbane, della vita online, e dello spazio che caratterizzano la nostra società”. Le attività delle due istituzioni di ricerca trentine spazieranno in più settori: dalla creazione di nuovi algoritmi per la classificazione automatica dei dati allo studio di sistemi di correzione dei pregiudizi nei modelli di programmazione di sistemi intelligenti; dallo sviluppo di nuove metodologie per il telerilevamento e il monitoraggio dei cambiamenti climatici alle strategie per rendere le città più smart e sicure; dalle indagini in ambito spaziale all’ideazione di strumenti per contrastare disinformazione online, cyberbullismo e discorsi d’odio in rete.

La partecipazione a Ellis servirà anche ad espandere ulteriormente la rete di collaborazioni europee. Il Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione ha già stanziato fondi per ospitare ricercatori e ricercatrici provenienti dall’estero. L’Ateneo inoltre, ha creato specifici master e dottorati per contribuire alla formazione di giovani talenti specializzati in IA. La ricerca però non resterà confinata alle sale di laboratorio. L’unità trentina di Ellis promuoverà infatti la creazione di nuove imprese e start up, che rafforzeranno così la nascita di un vero e proprio polo scientifico territoriale in tema di intelligenza artificiale e machine learning. Nell’ambito di Ellis l’ateneo trentino coordina, assieme a FBK che ne è partner, uno dei più importanti progetti a livello europeo sempre in tema di intelligenza artificiale. Si tratta di Elias (European Lighthouse of AI for Sustainability), che rappresenta un network di eccellenza con focus sulla sostenibilità. L’obiettivo è dare un contributo nella sfida che i cambiamenti climatici impongono. Elias affronterà, anche grazie al coinvolgimento di ricercatori, ricercatrici e giovani dottorati e dottorate, questioni scientifiche, oggi cruciali, su come l’IA può ridurre i costi computazionali, modellare gli effetti delle decisioni politiche sulla società, avere un impatto positivo sulla vita delle persone.