Intervista ad Angelo Forli, coordinatore dell’unità Neural Networks for Natural Intelligence dell’IIT
A partire dall’interesse rivolto ai sistemi complessi, Angelo Forli, di formazione fisico, si è specializzato in neurobiologia e ha sviluppato ricerche sul cervello, in particolare sulle funzioni di memoria spaziale e sociale localizzate nell’ippocampo. Dopo sei anni di attività all’Università di Berkeley ha scelto di tornare in Italia, dove grazie a diversi grant prestigiosi ha avviato un laboratorio di ricerca all’IIT, che segue principalmente due linee: capire i meccanismi neurali che permettono al cervello di generare comportamenti flessibili, con particolare attenzione ai circuiti dell’ippocampo, e studiare l’intelligenza rigenerativa. Un’area di ricerca, quest’ultima, molto nuova, che punta a capire come il sistema nervoso si riorganizza durante la rigenerazione, sfruttando la capacità di alcuni organismi di ricostruire tessuti complessi e interi organi.
«Bisogna mordere i problemi, lo dico sempre ai ragazzi e alle ragazze che lavorano con me in laboratorio: voglio dire che bisogna stare attaccati ai problemi, e non mollarli, non mollarli finché non sono risolti».
Alla base della ricerca c’è dunque soprattutto tanta tenacia. Così parla di quello che considera un aspetto fondamentale del mestiere di scienziato Angelo Forli, coordinatore del laboratorio Neural Networks for Natural Intelligence all’IIT di Genova, che ha avviato grazie a diversi prestigiosi grant, tra cui uno della Armenise Harvard Foundation, che gli ha consentito di rientrare in Italia nel 2025, dopo sei anni trascorsi all’Università di Berkeley; uno del programma Fondo Italiano per la Scienza (FIS) promosso dal MUR; e uno molto recente dell’Human Frontiers for Science Program, che gli permetterà di dedicarsi a ricerche particolarmente innovative sulla neurobiologia della rigenerazione.
Ma perché parla di “mordere un problema”?, viene spontaneo chiedergli. Perché il nucleo del lavoro quotidiano di un ricercatore Forli lo descrive così: identificare un problema e sforzarsi di risolverlo.
«Bisogna progettare un esperimento, cioè costruire una situazione controllata in cui si interroga il sistema – nel nostro caso il sistema nervoso – per ottenere delle risposte. Molto spesso questo richiede lo sviluppo di strumenti specifici, non disponibili ‘in negozio’, con una certa dose di manualità e molta creatività. E poi, finché l’esperimento non riesce, o almeno non riesce una sua versione semplificata, io non mollo, non mollo e non smetto mai di provare e riprovare. Questa caratteristica l’ho ritrovata in tutti gli scienziati di successo che ho incontrato».
Tenacia, dunque. Ma anche curiosità. Queste le principali qualità del ricercatore, secondo Forli. Che ha iniziato a esercitarle fin da bambino, quando smontava sveglie e radio per capire come funzionavano. O, come ha raccontato anche in un’intervista al Corriere della sera, quando fabbricava nella cantina di casa la polvere da sparo («È semplicissimo, si parte da una matita», sorride, negando comunque di avere mai provocato esplosioni).
E poi, un’ultima qualità importante: «Per fare ricerca innovativa ci vuole anche una certa dose di coraggio, quasi un filo di incoscienza: soprattutto quando si vogliono aprire campi nuovi, perché non sai mai dove ti porteranno gli esperimenti. In un vicolo cieco, molte volte; e bisogna ricominciare».
Finito il liceo scientifico, si è iscritto a Fisica presso l’Università di Padova, dove ha preso la laurea triennale con una tesi sui sistemi complessi, e magistrale con un lavoro sui neuroni.
«Da fisico mi hanno sempre affascinato i sistemi complessi: sistemi formati da un gran numero di unità che, prese singolarmente, possono avere comportamenti semplici, ma che, interagendo tra loro, danno origine a fenomeni ricchi, sorprendenti e spesso difficili da spiegare. Tra l’altro è il campo di ricerca che ha portato il premio Nobel a Giorgio Parisi».
Qual è stato il passaggio da questo ambito a quello delle neuroscienze?
«Il sistema nervoso è forse l’esempio più emblematico di sistema complesso. Il cervello, in fondo, non è altro che una collezione di neuroni, semplificando un po’. Su come funziona ogni singolo neurone abbiamo delle buone teorie. Il problema è la complessità che emerge quando cominci a metterne insieme tre, quattro, cinque… per arrivare ai circa 90 miliardi di neuroni che costituiscono il nostro cervello: ma è proprio dalle loro complesse interazioni che emergono il pensiero, le emozioni, la memoria, saper suonare uno strumento musicale o dirigere un’orchestra. Nel campo delle neuroscienze in fondo possiamo dire che siamo agli albori della conoscenza: era inevitabile che questo campo mi attraesse. Per un amante della ricerca, l’attrazione dell’inesplorato è irresistibile».
Da quale ambito sei partito, in particolare?
«Dopo il dottorato di ricerca in IIT in neuroscienze e neurotecnologie sono andato a lavorare all’Università di Berkeley. All’IIT avevo sviluppato dei metodi ottici per interagire con i neuroni e misurare con precisione la loro attività, ma sentivo che mancava un elemento fondamentale: il comportamento, che è in fondo una delle principali espressioni del cervello. Così, a Berkeley ho iniziato a lavorare sulla relazione tra l’attività neurale ed il comportamento, lavorando con modelli animali in contesti il più possibile naturali. All’Università di Berkeley c’è uno dei pochi laboratori al mondo dove si studiano le basi neurali dei comportamenti naturali. Mi sono concentrato in particolare sulla memoria spaziale e sociale, che ha sede nell’ippocampo, un’area del cervello molto studiata anche perché coinvolta nell’insorgenza della malattia di Alzheimer. Durante il mio post-dottorato ho studiato come l’attività neuronale dell’ippocampo risponde alla presenza di diversi individui in un contesto sociale e, insieme ad altri colleghi, abbiamo studiato i meccanismi del cosiddetto “replay”: un fenomeno durante il quale il cervello ripercorre nel sonno gli episodi effettuati di giorno, a velocità accelerata e spesso al contrario. Questo fenomeno era stato osservato principalmente nei roditori; noi abbiamo mostrato per la prima volta che è più generale di quanto si pensasse, dimostrando la sua presenza anche in altre specie. Questo apre alla possibilità che sia un principio ancora più universale, verosimilmente presente anche negli esseri umani».
Al rientro in Italia hai continuato a lavorare sull’ippocampo?
«Sì, approfondendo un aspetto particolare: la flessibilità. Mentre l’ippocampo è tradizionalmente studiato per il suo ruolo nella memoria spaziale, è ormai chiaro che è coinvolto in molte altre funzioni. Oggi studiamo come si attiva in contesti diversi, in particolare quelli che richiedono flessibilità – cioè la capacità del cervello di adattarsi a compiti e contesti anche molto diversi – cercando di capire attraverso quali dinamiche neuronali e meccanismi questo avviene. Da qui è nata una seconda linea di ricerca, in un’area più di frontiera, che riguarda quella che è in fondo una forma estrema di flessibilità: la rigenerazione. In particolare studiamo quella che definiamo intelligenza rigenerativa, ovvero la capacità del sistema nervoso di riorganizzarsi quando i tessuti si rigenerano, ripristinando la funzionalità. La scienza se ne è occupata ancora poco, nonostante la rilevanza del fenomeno».
Un fenomeno presente solo negli animali o anche nell’uomo?
«La capacità di rigenerare i tessuti è presente in misura ridotta anche nell’uomo: per esempio siamo in grado di rigenerare il fegato, le ossa, la pelle e, soprattutto durante l’infanzia, anche parti più complesse come l’estremità delle dita. Inoltre, esistono regioni del nostro cervello, come l’ippocampo, dove nuovi neuroni continuano a formarsi nel corso della vita, un fenomeno chiamato neurogenesi. Nel mondo animale queste capacità vanno oltre. Le lucertole, come tutti sanno, sono in grado di far ricrescere la coda. Le salamandre possono ricostruire interi arti e organi complessi, inclusi occhi e cervello, molti invertebrati rigenerano gran parte del proprio corpo, e persino un piccolo roditore, lo spiny mouse, è capace di riparare tessuti in modo sorprendentemente efficace, incluso il midollo spinale. Oggi molti studi si concentrano sui meccanismi cellulari e molecolari che rendono possibile questa rigenerazione, con l’obiettivo di trasferirli, un giorno, anche all’uomo. Ma ricostruire un tessuto non è sufficiente: la vera sfida è restituirgli una funzione. La domanda diventa allora più profonda: come fanno i neuroni a riorganizzarsi e a ricostruire reti funzionali, capaci di generare di nuovo comportamento? È un campo di ricerca ancora agli inizi, che coinvolge molte difficoltà tecniche, ma siamo fiduciosi che possa rivelare fenomeni profondi».
Ci sono in vista ricadute concrete sulla medicina o in altri campi?
«Per adesso, la nostra è ricerca di base: non posso dire che siamo vicini a ricadute concrete. Ma nel futuro, le ricadute possono essere importanti. Pensiamo a un futuro in cui dovessimo riuscire, ad esempio, a ricostruire una parte del corpo: per certe cose non è così lontano, l’utilizzo di protesi e le terapie con cellule staminali stanno facendo passi da gigante nella medicina rigenerativa. A questo punto diventa cruciale studiare anche il recupero funzionale dopo la rigenerazione strutturale, e per questo lo studio dell’intelligenza rigenerativa è importante. E poi ci sono i risvolti per l’intelligenza artificiale».
Ovvero applicare all’intelligenza artificiale i meccanismi scoperti nel funzionamento del cervello?
«Certo. Gli esempi in cui l’intelligenza artificiale ha imparato qualcosa dalle neuroscienze sono innumerevoli. Non è improbabile che studiando i meccanismi neurali alla base della flessibilità o della rigenerazione, si possano trovare principi utili per l’IA: per esempio algoritmi che permettano ad un software o ad un robot di ripararsi da solo; oppure strategie per migliorare l’interazione tra una protesi artificiali e sistema nervoso. Oppure a sviluppare agenti intelligenti capaci di adattarsi in modo più flessibile a contesti diversi».
