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Elon Musk: Beh, risale a quando ero all'università. Pensavo a quali fossero i problemi che molto probabilmente avrebbero influito sul futuro del mondo o sul futuro dell'umanità. Credo che sia estremamente importante avere trasporti sostenibili e produzione di energia sostenibile. Quel problema generale dell'energia sostenibile è il più grande problema che dobbiamo risolvere in questo secolo, indipendentemente dai problemi ambientali. Di fatto, anche se produrre CO2 fosse positivo per l'ambiente, considerando che gli idrocarburi finiranno, dobbiamo trovare mezzi sostenibili di operare.

CA: La maggior parte dell'elettricità negli Stati Uniti viene da carburanti fossili. Come può aiutare un'auto elettrica che si attacca alla corrente?

EM: Giusto. Ci sono due elementi da considerare. Il primo è che, se prendiamo la stessa fonte di combustibile e produciamo energia in una centrale elettrica e la usiamo per caricare auto elettriche, è sempre meglio. Quindi se prendiamo, diciamo, il gas naturale la più importante fonte di energia da idrocarburi, se li bruciamo in una moderna turbina General Electric a gas naturale, otteniamo circa il 60 per cento di efficienza. Se mettiamo lo stesso combustibile in un motore d'auto a combustione interna, si ottiene circa il 20 per cento di efficienza. E il motivo risiede nella centrale elettrica fissa, ci si può permettere di avere qualcosa che pesa molto di più, è voluminosa, e si possono recuperare gli scarti di calore, far funzionare una turbina e generare una fonte di energia secondaria. Quindi in effetti, anche se teniamo conto delle perdite nella trasmissione, anche usando la stessa fonte di energia, è sempre meglio caricare un'auto elettrica, che non bruciarla in una centrale elettrica.

CA: Quella scala produce efficienza.

EM: Certo. E l'altro punto è che dobbiamo avere mezzi sostenibili di produzione di energia, produzione di elettricità. Considerando che dobbiamo risolvere la produzione di elettricità sostenibile, allora ha senso avere auto elettriche come mezzo di trasporto.

CA: Abbiamo qualche video dell'assemblaggio di una Tesla, che, se possiamo far partire il primo video -- Cosa c'è di innovativo in questo processo, in quest'auto?

EM: Certo. Per poter accelerare l'arrivo del trasporto elettrico, e devo dire che penso in realtà che tutti i mezzi di trasporto diventeranno completamente elettrici con l'ironica eccezione dei veicoli spaziali. Non c'è modo di aggirare il terzo principio di Newton. Il problema è come accelerare l'avvento del trasporto elettrico? E per farlo con le auto, bisogna lanciare un'auto veramente efficiente energeticamente, significa farla incredibilmente leggera, e quindi quello che vedete è l'unica auto con la struttura e la carrozzeria completamente in alluminio fatta in America del Nord. Di fatto, abbiamo applicato molte delle tecniche di design dei veicoli spaziali per rendere l'auto leggera nonostante le grosse batterie. E ha anche il minore coefficiente di resistenza aerodinamica tra tutte le auto della sua dimensione. Di conseguenza, l'uso di energia è molto basso, e ha il pacchetto batteria più avanzato, ed è questo che le dà il livello di competitività, che si può in realtà avere su auto che fa 300 km.

CA: Voglio dire, questi gruppi batteria sono terribilmente pesanti, ma pensi sempre che la matematica possa funzionare -- combinando una struttura leggera, una batteria pesante, si può comunque ottenere un'efficienza spettacolare.

EM: Esattamente. Tutto il resto dell'auto deve essere molto leggero per compensare la massa del gruppo batteria, e poi deve avere un coefficiente di resistenza aerodinamica basso per viaggiare in autostrada. E di fatto, i clienti del Modello S competono tra di loro per cercare di raggiungere la durata più elevata. Credo che di recente qualcuno sia arrivato a 670 km con una singola carica.

CA: Bruno Bowden, che è qui, lo ha fatto, ha battuto il record del mondo. EM: Complimenti.

CA: Questa era la buona notizia. La cattiva notizia è che per farlo, ha dovuto guidare a 30 km orari a velocità costante ed è stato fermato dalla polizia. (Risate)

EM: Voglio dire, si può certamente guidare -- se guidate a 100 km orari, in condizioni normali, 400 km sono un numero ragionevole.

CA: Vediamo il secondo video che mostra la Tesla in azione sul ghiaccio. Niente male secondo il New York Times. Qual è la cosa più sorprendente dell'esperienza di guida dell'auto?

EM: Nel creare un'auto elettrica, la reattività dell'auto è incredibile. Volevamo veramente che la gente pensasse di essere quasi mentalmente fusa con l'auto, come se fosse un tutt'uno con l'auto, sterzando e accelerando, tutto si verifica semplicemente, come se l'auto avesse l'ESP. Lo si può fare con un'auto elettrica perché è reattiva. Non lo si può fare con un'auto a benzina. Credo che sia una profonda differenza, e la gente lo prova solo facendo una prova di guida.

CA: È una bella auto, ma è costosa. C'è in piano di farla diventare un'auto per il grande pubblico?

EM: Sì. L'obiettivo di Tesla è sempre stato avere un processo in tre fasi, in cui la prima versione è un'auto costosa con volumi bassi, la versione due ad un prezzo intermedio per volumi intermedi, e la versione tre sarà a basso costo e volumi elevati. Ora siamo alla fase due. Avevamo un'auto sportiva da 100 000 dollari, che era la Roadster. Poi abbiamo il Modello S, che parte da 50 000 dollari. E la terza generazione di auto, che speriamo esca tra tre o quattro anni sarà un'auto da 30 000 dollari. Ma ogni volta che c'è una nuova tecnologia, di solito ci vogliono tre importanti versioni per poterne fare un prodotto di largo consumo. E quindi credo che stiamo facendo progressi in quella direzione, e sono convinto che ci arriveremo.

CA: Ora, se bisogna fare un piccolo spostamento, si può usare la macchina, tornare indietro e ricaricarla a casa. Non c'è una vasta rete nazionale di stazioni di ricarica che siano veloci. Pensi che arriveranno, veramente, o solo sulle strade principali?

EM: In realtà ci sono molte più stazioni di ricarica di quanto la gente pensi, e a Tesla abbiamo sviluppato una cosa chiamata tecnologia Supercharging, e la proponiamo gratuitamente, per sempre, a chi compra un Modello S. Magari è una cosa di cui molti non si rendono conto. Oggi la California e il Nevada sono coperti, e la costa orientale da Boston a Washington è coperta. Entro la fine dell'anno, sarete in grado di guidare da Los Angeles a New York utilizzando solo la rete Supercharger, che carica cinque volte più rapidamente di qualunque altra. E la chiave è avere un rapporto tra tempo di guida e fermate di circa sei o sette. Quindi se guidate per tre ore, vi volete fermare per 20 o 30 minuti, perché è quanto normalmente si fermano le persone. Quindi se iniziate un viaggio alle 9 del mattino, entro mezzogiorno vorrete fermarvi per mangiare qualcosa, andare in bagno, prendere un caffè e continuare.

CA: La vostra proposta ai consumatori è che ci vuole circa un'ora per una ricarica completa. È normale -- non vi aspettate di partire entro 10 minuti. Aspettate un'ora, ma la buona notizia è che aiutate a salvare il pianeta, e comunque, l'elettricità è gratis. Non pagate niente.

EM: In realtà, ci aspettiamo che la gente si fermi per 20 o 30 minuti, non per un'ora. In realtà è meglio guidare per 250, 270 chilometri e fermarsi per una mezz'ora e poi continuare. Sono i tempi normali di un viaggio. CA: Bene. Questa è solo una corda al vostro arco. Stai lavorando in questa azienda SolarCity. Cos'ha di insolito?

EM: Beh, come dicevo prima, dobbiamo arrivare ad una produzione di energia sostenibile ed un consumo sostenibile, quindi sono abbastanza fiducioso che i mezzi principali di produzione di energia, saranno solari. Voglio dire, è come una fusione indiretta. Abbiamo questo enorme generatore di fusione nel cielo chiamato Sole, e dobbiamo solo sfruttare un po' di quell'energia per la civiltà umana. Quello che molti sanno ma di cui non si rendono conto è che il mondo è già quasi interamente ad energia solare. Se non ci fosse il sole, saremmo una palla di ghiaccio congelata a tre gradi Kelvin, e il sole dà energia all'intero sistema delle precipitazioni. L'intero ecosistema è ad energia solare.

CA: Ma in 3,5 litri di benzina, ci sono migliaia di anni di energia solare compressi in poco spazio, quindi è difficile far funzionare i numeri sul solare e lontanamente competere con, per esempio, il gas naturale, il gas naturale a fratturazione. Come farete a crearci attorno un business?

EM: In realtà, sono convinto che il solare batterà tutti, a mani basse, compreso il gas naturale.

(Applausi) CA: Come?

EM: In realtà, deve. Se non lo fa, siamo in un grosso guaio.

CA: Ma non vendete pannelli solari ai consumatori. Cosa fate? EM: In realtà lo facciamo. Si può comprare un sistema solare o si può noleggiare un sistema solare. Molti scelgono il noleggio. E il vantaggio dell'energia solare è che non ha nessun costo di stoccaggio o costi operativi, quindi una volta installato, è lì. Funziona per decenni. Funzionerà probabilmente per un secolo. Quindi, la chiave è ridurre il costo dell'installazione iniziale, e ridurre il costo del finanziamento, perché quell'interesse -- questi sono i due fattori che guidano il costo del solare. E abbiamo fatto enormi progressi in quella direzione, ecco perché sono convinto che batteremo il gas naturale.

CA: Quindi la sua attuale proposta al consumatore è non pagare troppo all'inizio.

EM: Zero. CA: Non pagare niente all'inizio. Installeremo pannelli sul vostro tetto. Pagherete dopo, quanto dura un normale noleggio?

EM: Di solito sono 20 anni, ma la proposta è abbastanza diretta, mi sembra di capire. Niente anticipi, e la bolletta diminuisce. Un affare.

CA: Sembra che il consumatore ci guadagni. Nessun rischio, pagherete meno di quello che pagate ora. Quindi il sogno è -- voglio dire, a chi appartiene l'elettricità di quei pannelli sul lungo termine? Come ci guadagna l'azienda?

EM: Sostanzialmente, SolarCity ottiene finanziamenti da un'azienda o da una banca. Google è uno dei nostri partner. E si aspetta un ritorno dell'investimento. Con quel capitale, SolarCity acquista e installa i pannelli sui tetti e poi addebita al proprietario della casa o dell'azienda un contributo mensile, che è più basso della bolletta.

CA: Ma voi ottenete un beneficio commerciale a lungo termine da quell'energia. Create un nuovo tipo di utenza distribuita.

EM: Esattamente. Diventa un'enorme utenza distribuita. Credo che sia una buona cosa, perché le utenze sono sempre state un monopolio, e la gente non ha mai avuto scelta. Di fatto è la prima volta che entra la concorrenza in questo monopolio, perché le utenze sono sempre state le uniche proprietarie di quelle linee di distribuzione dell'energia, ma ora è sul vostro tetto. Quindi credo che dia grande potere ai proprietari di case e alle aziende.

CA: Lei dipinge un futuro dove la maggio parte dell'energia in America, nel giro di un decennio o due, o durante la sua vita, andrà verso il solare?

EM: Sono estremamente convinto che dal solare arriverà la maggior parte dell'energia, molto probabilmente la farà da padrone, e prevedo che sarà prevalente in meno di 20 anni. Ho fatto quella scommessa con qualcuno -- CA: La definizione di prevalente è?

EM: Più dal solare che da qualunque altra fonte.

CA: Ah. Con chi ha fatto quella scommessa?

EM: Con un amico che rimarrà anonimo.

CA: Solo tra me e lei. (Risate)

EM: Ho fatto quella scommessa, credo, due o tre anni fa, quindi nel giro di circa 18 anni, credo che vedremo più energia solare di qualunque altra fonte.

CA: Bene, torniamo ad un'altra scommessa che ha fatto con se stesso, credo, una scommessa folle. Ha fatto un po' di soldi dalla vendita di PayPal. Ha deciso di creare una società aerospaziale. Perché mai uno dovrebbe fare una cosa del genere? (Risate)

EM: Mi sono spesso fatto questa domanda, è vero. La gente direbbe, "Hai sentito la barzelletta di quel tizio che ha fatto una piccola fortuna nell'industria aerospaziale?" Ovviamente, "Ha iniziato con una grossa fortuna", sarebbe la battuta finale. Quindi dico alla gente che stavo cercando di capire il modo più veloce di trasformare una grossa fortuna in una piccola. E mi guarderebbero dicendo, "Fa sul serio?"

CA: E stranamente, lo era. Allora cos'è successo?

EM: C'è mancato poco. Le cose per poco non giravano male. Abbiamo quasi fallito, ma siamo riusciti a cavarcela nel 2008. L'obiettivo di SpaceX è cercare di migliorare la tecnologia aerospaziale, e in particolare di risolvere un problema che credo sia essenziale perché l'umanità diventi una civiltà dello spazio, ossia avere un veicolo spaziale rapidamente e completamente riutilizzabile.

CA: L'umanità diventerà gente dello spazio? Era questo il tuo sogno, in un certo modo, da quando eri ragazzo? Sognavi di andare su Marte e oltre?

EM: Costruivo razzi quando ero ragazzo, ma non pensavo che vi avrei partecipato. Era molto più dal punto di vista di quali cose dovrebbero succedere perché il futuro sia emozionante e illuminante? E credo veramente che ci sia una differenza fondamentale, se si guarda al futuro, tra un'umanità di gente dello spazio, che va là fuori a esplorare le stelle, su diversi pianeti, e credo che sia veramente emozionante, rispetto a un'umanità confinata sulla Terra in attesa di un'eventuale estinzione.

CA: Quindi in qualche modo avete tagliato il costo di costruzione di un veicolo spaziale del 75 per cento, a seconda di come lo si calcola. Come diavolo avete fatto? La NASA ci ha provato per anni. Voi come avete fatto?

EM: Abbiamo fatto significativi progressi nelle tecnologie associate alla fusoliera, ai motori, all'elettronica e alle operazioni di lancio. C'è una lunga lista di innovazioni che abbiamo scoperto che sono un po' difficili da trasmettere in questo discorso, ma --

CA: Non minime perché vi possono ancora copiare, giusto? Non avete brevettato questa roba. È veramente interessante.

EM: No, non brevettiamo. CA: Non brevettate perché credete che sia più pericoloso brevettare che non farlo.

EM: Considerando che i nostri principali concorrenti sono i governi nazionali l'applicabilità dei brevetti è discutibile. (Risate) (Applausi)

CA: È molto, molto interessante. Ma la grande innovazione deve ancora arrivare, e ci state lavorando adesso. Raccontacela.

EM: La grande innovazione --

CA: Facciamo partire il video e ce ne puoi parlare mentre passa, cosa succede qui.

EM: Assolutamente. La cosa dei veicoli spaziali è che sono tutti espandibili. Tutti i veicoli spaziali che volano oggi sono espandibili. Lo space shuttle è stato un tentativo di veicolo spaziale riutilizzabile, ma anche il serbatoio principale dello space shuttle veniva eliminato ogni volta, e per le parti riutilizzabili ci volevano gruppi di 10 000 perone e nove mesi di lavoro per rimetterle a nuovo. Quindi lo space shuttle è finito per costare miliardi di dollari a volo. Ovviamente non va bene --

CA: Cos'è successo? Abbiamo appena visto una cosa atterrare?

EM: Esatto. È importante che le fasi del veicolo spaziale siano in grado di tornare indietro, siano in grado di tornare al sito di lancio e sia pronto ad essere lanciato nuovamente nel giro di qualche ora.

CA: Wow: Veicoli spaziali riutilizzabili. EM: Sì. (Applausi) Quello di cui tanti non si rendono conto è che il costo del carburante, del propellente, è molto basso. Quanto quello di un jet. Il costo del propellente è circa dello 0,3 per cento del costo del veicolo. È possibile raggiungere, diciamo, un miglioramento di 100 volte del costo del volo spaziale se si può efficacemente riutilizzare il veicolo. Ecco perché è così importante. Tutti i mezzi di trasporto che utilizziamo, che siano aerei, treni, automobili, biciclette, cavalli, sono riutilizzabili, ma non i veicoli spaziali. Dobbiamo risolvere questo problema per poter diventare una civiltà dello spazio.

CA: Mi ha fatto una domanda poco fa di quanto sarebbero popolari le crociere se si dovesse bruciare subito dopo la nave. EM: Alcune crociere sono apparentemente molto problematiche.

CA: Assolutamente molto più costoso. Potenzialmente è una tecnologia assolutamente dirompente, e, credo prepari la strada affinché i suoi sogni a un certo punto portino l'umanità su Marte in larga scala. Vorresti vedere una colonia su Marte.

EM: Sì, esattamente. SpaceX, o qualche combinazione di aziende e governi, devono fare progressi nella direzione di una vita multi-planetaria di insediamento di una base su un altro pianeta, su Marte -- essendo l'unica opzione realistica -- e poi costruirci una base finché non diventiamo una vera specie multiplanetaria.

CA: Andiamo avanti su "rendiamoli riutilizzabili", come sta andando? Quello che abbiamo visto è solo un video di simulazione. Comes sta andando?

EM: In realtà, abbiamo fatto progressi di recente con una cosa che chiamiamo Grasshopper Test Project, in cui testiamo la parte dell'atterraggio verticale del volo, la parte terminale che è abbastanza complicata. Abbiamo fatto qualche test di successo.

CA: Possiamo vederli? EM: Certo. Questo è solo per dare un senso delle proporzioni. Abbiamo vestito un cowboy come Johnny Cash e legato il manichino al veicolo spaziale. (Risate)

CA: Bene, vediamo il video allora, perché è fantastico se ci pensate. Non lo avete mai visto prima. Il lancio di un veicolo spaziale --

EM: Già, quel veicolo è alto quanto un edificio di 12 piani. (Lancio del veicolo) Ora staziona a circa 40 metri, e aggiusta costantemente l'angolo, il passo e la deriva del motore principale, e mantiene l'andatura con la spinte a gas di carbone.

CA: È fantastico? (Applausi) Elon, come avete fatto? Questi progetti sono così -- Paypal, SolarCity, Tesla, SpaceX, sono talmente diversi, sono progetti così ambiziosi. Come può una persona essere in grado di innovare in questo modo? Come fai?

EM: In realtà non lo so. Non ho la risposta giusta. Lavoro molto. Veramente molto.

CA: Ho una teoria. EM: Ok. Bene.

CA: La mia teoria è che tu hai la capacità di pensare a livello di design di sistema che mette insieme design, tecnologia e business, quindi se TED fosse TBD, design, tecnologia e business, in un tutt'uno, sintetizzato in un modo in cui solo poche persone possono e -- e questo è il punto critico -- avere la dannata fiducia in quell'insieme di cose da prendere folli rischi. Scommetti la tua fortuna su questo, e sembra che tu lo abbia fatto diverse volte. Quasi nessuno riesce a farlo. Possiamo avere parte di quella ricetta segreta? Possiamo metterla nel nostro sistema di istruzione? Si può imparare da te? È meraviglioso quello che hai realizzato.

EM: Beh, grazie. Grazie. Credo che ci sia una corretta struttura di pensiero. È la fisica. I primi ragionamenti. Di solito penso che ci siano -- quello che intendo è, ridurre le cose ai loro fondamentali e ragionare da lì, rispetto al ragionamento per analogie. Tutta la nostra vita, viviamo ragionando per analogie, che sostanzialmente significa copiare le cose di altri con piccole variazioni. E lo si deve fare. Altrimenti, mentalmente, non ce la faremmo. Ma quando facciamo qualcosa di nuovo, si deve applicare l'approccio fisico. Fisica vuol dire veramente capire come scoprire cose nuove che sono contro-intuitive, come la meccanica quantistica. È veramente contro-intuitiva. Credo che sia una cosa importante da fare, e poi anche prestare attenzione ai riscontri negativi, e cercarli, in particolare dagli amici. Potrebbe sembrare un semplice consiglio, ma pochi lo fanno, ed è incredibilmente utile.

CA: Ragazzi e ragazze che state guardando, studiate la fisica. Imparate da quest'uomo. Elon Musk, vorrei che avessimo tutto il giorno, ma grazie per essere venuto a TED.

EM: Grazie. CA: È stato meraviglioso. È stato veramente fantastico. Guardate qui. (Applausi)

Quello che faccio è studiare gli insetti. Sono ossessionato dagli insetti, in particolare dal volo degli insetti. penso che l'evoluzione del volo degli insetti sia uno dei più importanti eventi nella storia della vita. Senza insetti, non ci sarebbero piante fiorite. Senza piante fiorite, non ci sarebbero primati intelligenti ghiotti di frutta a presentare i talk di TED.

(Risate)

Dunque, David e Hidehiko e Ketaki hanno raccontato una storia convincente sulle somiglianze tra tra i moscerini della frutta e gli umani, e ci sono molte somiglianze, quindi potreste pensare che se gli umani sono simili ai moscerini della frutta, il comportamento preferito di un moscerino della frutta potrebbe essere questo -- (Risate) ma nel mio discorso, non voglio enfatizzare le somiglianze tra gli umani e i moscerini della frutta, ma le differenze, voglio concentrarmi sulle cose che penso che i moscerini facciano meglio.

Voglio mostrarvi un video velocizzato di una mosca, a 7000 fotogrammi al secondo in infrarossi a destra, fuori dallo schermo, c'è un minaccioso predatore elettronico che sta per andare verso la mosca. La mosca sta per percepire il predatore. Sta per estendere le sue zampe. Sta per andarsene con disinvoltura per vivere un giorno in più. Ho tagliato questa sequenza in modo che corrispondesse alla durata di un battito di ciglia umano, nel tempo in cui battete gli occhi, la mosca ha visto il predatore minaccioso, valutato la sua posizione, iniziato a volare via, battendo le ali 220 volte al secondo. Credo che questo sia un comportamento affascinante che mostra quanto velocemente il cervello della mosca possa elaborare le informazioni.

Volare -- cosa ci vuole per volare? Per volare, come in un aeroplano umano, c'è bisogno di ali che generino abbastanza forza aerodinamica, c'è bisogno di un motore che generi potenza per volare, e c'è bisogno di un controllore, e nel primo aeroplano umano, il controllore era il cervello di Orville e Wilbur seduti nella cabina di pilotaggio.

Cosa ha a che fare questo con una mosca? All'inizio ho speso gran parte della mia carriera a cercare di capire come le ali degli insetti generino forza sufficiente per tenere le mosche sospese. Avrete sentito che gli ingegneri dimostrarono che i calabroni non potevano volare. Il problema era pensare che le ali degli insetti funzionassero come le ali degli aerei. Ma non è così. Affrontiamo questo problema costruendo insetti robot giganti in scala che si muovono in giganti vasche di olio minerale dove possiamo studiare le forze aerodinamiche. Risulta che gli insetti sbattono le ali in modo intelligente, a un angolo d'attacco alto che crea una struttura nella parte anteriore dell'ala, una struttura a tornado chiamata vortice della parte anteriore, ed è questo vortice che permette alle ali di produrre forza sufficiente affinché l'animale stia in aria. Ma la cosa più affascinante non sta tanto nell'interessante morfologia dell'ala. La cosa intelligente è il modo in cui la mosca batte le ali, il che è controllato dal sistema nervoso, e questo permette alle mosche di realizzare queste eccezionali evoluzioni aeree.

E il motore? Il motore della mosca è affascinante. Hanno due tipi di muscoli del volo: il muscolo della potenza, attivato dall'allungamento, quindi che si attiva da solo senza essere controllato con un sistema di contrazioni dal sistema nervoso. È specializzato nel generare l'enorme potenza necessaria per volare, e riempie la parte centrale della mosca, quando una mosca colpisce un tergicristallo, state guardando il muscolo della potenza. Ma attaccato alla base delle ali c'è un insieme di piccoli muscoli di controllo non molto potenti, ma molto veloci, possono riconfigurare il cardine dell'ala con un colpo dopo l'altro, e questo permette alla mosca di cambiare ala e generare i cambiamenti nelle forze aerodinamiche che cambiano la sua traiettoria di volo. Il ruolo del sistema nervoso è di controllare tutto questo.

Esaminiamo il controllore. Le mosche eccellono nei tipi di sensori che hanno a questo scopo. Hanno antenne che percepiscono gli odori e rilevano il vento. Hanno un occhio sofisticato che è il sistema visivo più veloce del mondo. Hanno altri occhi sulla loro testa. Non abbiamo idea di ciò che facciano. Hanno dei sensori sull'ala. La loro ala è ricoperta di sensori, compresi sensori che percepiscono la deformazione dell'ala. Possono distinguere il sapore con le loro ali. Uno dei sensori più sofisticati di una mosca è una struttura chiamata bilanciere. I bilancieri sono dei giroscopi. Questi strumenti sbattono avanti e indietro a circa 200 hertz durante il volo, e l'animale può usarli per precepire la rotazione del suo corpo e iniziare manovre correttive molto veloci. Tutte queste informazioni sensoriali devono essere elaborate da un cervello e le mosche ne hanno uno, un cervello di 100 000 neuroni.

Molti a questa conferenza hanno già suggerito che i moscerini della frutta possono servire alla neuroscienza perché sono un modello semplice della funzione cerebrale. E lo scopo del mio discorso è quello di capovolgere tutto questo. Non penso siano un modello semplice di niente. Penso che le mosche siano un ottimo modello. Sono un ottimo modello per le mosche. (Risate)

Esploriamo questo concetto di semplicità. Penso che molti neuroscienziati, siamo tutti un po' narcisisti. Quando pensiamo al cervello, immaginiamo il nostro. Ma questo tipo di cervello, che è più piccolo - invece di 100 miliardi di neuroni ne ha 100 000 - ma questa è la più comune forma di cervello al mondo e lo è stata per 400 milioni di anni. È giusto dire che è semplice? È semplice nel senso che ha meno neuroni, ma questo è un metro di paragone giusto? Suggerirei che non lo è. Pensiamoci. Credo che dovremmo comparare -- (Risate) -- dobbiamo comparare le dimensioni del cervello con ciò che il cervello può fare. Propongo di avere un numero Trump, dove il numero Trump è il rapporto tra i comportamenti di quest'uomo e il numero di neuroni del suo cervello. Calcoliamo il numero Trump per il moscerino della frutta. Quanti pensano che il numero Trump sia più alto per il moscerino?

(Applausi)

Il pubblico è molto intelligente. La disparità va in questa direzione, o così ipotizzerei.

Capisco che sia un po' assurdo paragonare i comportamenti di umani e mosche. Facciamo un esempio con un altro animale. Un topo. Un topo ha circa 1000 neuroni in più di una mosca. Studiavo i topi. Quando li studiavo parlavo molto piano. Poi è successo qualcosa quando ho iniziato a studiare le mosche. (Risate) Se si confronta la storia naturale di mosche e topi, è davvero comparabile. Devono ricercare cibo. Devono fare la corte. Fanno sesso. Si nascondono dai predatori. Fanno un sacco di cose simili. Ma io direi che le mosche fanno di più. Per esempio, vi farò vedere una sequenza, devo dire che alcuni dei miei fondi vengono dalle forze armate, quindi vi mostro questa sequenza riservata di cui non potete parlare al di fuori di questa stanza, ok? Voglio che guardiate il carico sulla coda del moscerino della frutta. Guardatelo attentamente, e capirete perché mio figlio di sei anni vuole diventare un neuroscienziato. Aspettate. Fiuuuu! Ammetterete che se i moscerini della frutta non sono intelligenti quanto i topi, almeno lo sono quanto i piccioni. (Risate)

Voglio far capire che non è solo una questione di numeri ma è anche una sfida per una mosca calcolare tutto ciò che il suo cervello deve calcolare con neuroni così piccoli. Questa è una bella immagine di un interneurone di un topo dal laboratorio di Jeff Lichtman, potete vedere le meravigliose immagini del cervello che ha mostrato nel suo discorso. Nell'angolo in alto a destra, vedete, nella stessa scala, un interneurone di una mosca. Lo ingrandisco. È un neurone complesso. È solo molto piccolo, ed è una sfida biofisica cercare di calcolare le informazioni con dei neuroni molto piccoli.

Quanto piccoli possono essere i neuroni? Guardate questo insetto. È come una mosca. Ha le ali, gli occhi, le antenne, le zampe, una storia di vita complicata, è un parassita, vola per cercare bruchi da parassitizzare, non solo il suo cervello è grande come un granello di sale, come nel moscerino della frutta, lui stesso è grande come un granello di sale. Qui ci sono altri organismi in una scala simile. Questo animale è grande come un paramecio e un'ameba, e ha un cervello di 7000 neuroni, è così piccolo -- conoscete queste cose chiamate corpi cellulari dove c'è il nucleo del neurone? Questo animale se ne disfa perché occupano troppo spazio. Questa sessione tocca le frontiere della neuroscienza. Ipotizzerei che una frontiera della neuroscienza è capire come funziona il cervello di quella cosa.

Ma come si possono far fare così tante cose a pochi neuroni? Da una prospettiva ingegneristica, io penso, voi pensate alla multiplazione. Potete prendere un hardware e fargli fare cose diverse in momenti diversi, o avere parti diverse dell'hardware che fanno cose diverse. Questi sono due concetti che vorrei esplorare. Non sono concetti che mi sono inventato io, ma che sono stati proposti da altri in passato.

Un'idea viene dalla masticazione dei granchi. Che non significa masticare i granchi. Sono cresciuto a Baltimora, mastico i granchi molto bene. Ma sto parlando dei granchi che masticano. La masticazione dei granchi è affascinante. I granchi hanno una struttura complessa sotto il carapace chiamata mulino gastrico che frantuma il cibo in modi diversi. Ecco un filmato endoscopico di questa struttura. La cosa sorprendente è che è controllata da un insieme di neuroni, circa due dozzine che possono produrre diversi schemi motori, e la ragione per cui può farlo è che questo piccolo ganglio nel granchio è inondato da molti neuromodulatori. Avete già sentito parlare di neuromodulatori. Ci sono più neuromodulatori che alterano, innervano questa struttura rispetto ai neuroni nella struttura, e sono in grado di generare un insieme di schemi complesso. Questo è il lavoro di Eve Marder e dei suoi molti colleghi che hanno studiato questo sistema affascinante che mostra come un più piccolo gruppo di neuroni possa fare molte, molte cose a causa della neuromodulazione che può avvenire attimo per attimo. Quindi avviene una multiplazione nel tempo. Immaginate una rete di neuroni con un neuromodulatore. Selezionate un insieme di cellule per rappresentare un comportamento, un altro neuromodulatore, un altro insieme di cellule, uno schema diverso, e potete immaginare potete estrapolare un sistema molto complicato.

C'è una prova che le mosche facciano ciò? Per molti anni nel mio laboratorio e in altri laboratori nel mondo, abbiamo studiato il comportamento delle mosche in piccoli simulatori di volo. Si può legare una mosca a un bastoncino. Si possono misurare le forze aerodinamiche che sta creando. Si può lasciar giocare la mosca a un piccolo videogioco lasciandola volare in un display visivo. Ve ne mostro una piccola sequenza. Ecco una mosca e un'ampia veduta a infrarossi della mosca nel simulatore di volo, questo è un gioco che piace alle mosche. Le si lascia dirigere verso la piccola striscia, e loro andranno per sempre verso quella striscia. Fa parte del loro sistema di orientamento visivo. Ma molto recentemente, è stato possibile modificare queste aree comportamentali per fisiologie. Questa è una produzione che un mio ex ricercatore, Gaby Maimon, ora alla Rockefeller, ha sviluppato, è un simulatore di volo in cui è realmente possibile introdurre un elettrodo nel cervello della mosca e registrare da un neurone geneticamente identificato nel cervello della mosca. Uno di questi esperimenti appare così. Era una sequenza presa da un altro ricercatore nel laboratorio, Bettina Schnell. La traccia verde in basso è il potenziale della membrana di un neurone nel cervello della mosca, vedrete la mosca iniziare a volare, la mosca sta davvero controllando la rotazione dello schema visivo tramite il movimento dell'ala, e potete vedere questo interneurone visivo rispondere allo schema del moto dell'ala mentre la mosca vola. Per la prima volta siamo stati in grado di registrare da neuroni nel cervello della mosca mentre la mosca si esibiva in comportamenti sofisticati come il volo. Una delle lezioni che abbiamo imparato è che la fisiologia delle cellule che abbiamo studiato per molti anni nelle mosche quiescenti non è uguale alla fisiologia di quelle cellule quando la mosca assume comportamenti attivi come volare e camminare e così via. Perché la fisiologia è diversa? È per via di questi neuromodulatori, proprio come i neuromodulatori nel piccolo ganglio dei granchi. Ecco un'immagine dell'octopamina. L'octopamina è un neuromodulatore che sembra avere un ruolo importante nel volo e in altri comportamenti. Ma è solo uno dei molti neuromodulatori nel cervello della mosca. Penso che con il tempo risulterà che l'intero cervello della mosca è una versione ampia di questo ganglio stomatogastrico, e questa è una ragione per cui può fare tanto con pochi neuroni.

Un'altra idea, un altro tipo di multiplazione è la multiplazione nello spazio, facendo fare a diverse parti di un neurone diverse cose allo stesso tempo. Ecco due tipi di neuroni canonici da un vertebrato e da un invertebrato, un neurone piramidale umano da Ramon y Cajal, e un'altra cellula a destra, un interneurone senza impulsi, questo è il lavoro di Alan Watson e Malcolm Burrows molti anni fa, e a Malcolm Burrows venne un'idea interessante basata sul fatto che questo neurone di una locusta non innesca potenziali d'azione. È una cellula senza impulsi Quindi una cellula tipica, come i neuroni nel nostro cervello, ha una regione dendritica che riceve input, e gli input si sommano producendo potenziali d'azione che corrono lungo l'assone e attivano le regioni di output del neurone. Ma i neuroni senza impulsi sono complicati perché possono avere delle sinapsi di input e di output tutte intrecciate, e non c'è alcun potenziale d'azione che trasmette tutti gli output allo stesso tempo. C'è una possibilità di avere dei compartimenti computazionali che permettono alle diverse parti del neurone di fare cose diverse allo stesso tempo.

Questi basilari concetti di multitasking nel tempo e multitasking nello spazio, penso siano veri anche per i nostri cervelli, ma penso che gli insetti siano dei maestri in questo. Spero che la prossima volta guarderete gli insetti con occhi diversi, e, per favore, pensateci prima di schiacciarli.

Ma a chi spetterà il compito? Penso che andrebbe bene a tutti se fosse questo tizio. Ma che ne dite di quest'altro? (Risate) (Risate)

Nel 2009 ho sentito parlare per la prima volta di DIYbio (biologia fai-da-te). È un movimento che si batte per rendere la biotecnologia accessibile a tutti, non solo agli scienziati e al personale dei laboratori governativi. L'idea è che se si liberalizza la scienza e si permette a diversi gruppi di partecipare, si potrebbe davvero stimolare l'innovazione. Mettere la tecnologia nelle mani degli utenti finali è di solito una buona idea perché loro sanno esattamente ciò di cui hanno bisogno. Ed ecco venirci incontro questa tecnologia così sofisticata associata a tutte queste problematiche sociali, morali ed etiche, e noi scienziati ci troviamo in difficoltà a spiegare al pubblico quel che facciamo esattamente in quei laboratori. Non sarebbe dunque bello se ci fosse un posto nel vostro quartiere in cui andare a imparare queste cose, sperimentandole sul campo? Io la pensavo così.

Quindi, tre anni fa, mi sono unita a un gruppo di amici con le stesse aspirazioni e abbiamo fondato Genspace. È una no profit, un laboratorio comunitario di biotecnologia a Brooklyn, New York, e l'idea era che la gente potesse entrare, seguire corsi e fare esperimenti in laboratorio in un'atmosfera molto aperta ed amichevole.

Nessuna delle mie precedenti esperienze mi aveva preparata a ciò che sarebbe successo. Riuscite a indovinare? Incominciò a chiamarci la stampa. E più noi parlavamo di quanto fosse fantastico accrescere la conoscenza scientifica, più loro scrivevano che stavamo creando un nuovo Frankenstein, e il risultato fu che, nei sei mesi successivi, cercando il mio nome su Google, invece di trovare i miei articoli scientifici, veniva fuori questo. ["Sono forse un rischio biologico?"] (Risate) Fu molto deprimente. L'unica cosa che ci aiutò a superare quel periodo fu che noi sapevamo che in tutto il mondo c'era altra gente che stava cercando di realizzare la nostra stessa idea. Stavano creando dei laboratori di biohacker, e molti di loro stavano affrontando difficoltà ben maggiori delle nostre, più restrizioni, meno risorse. Ma ora, tre anni più tardi, ecco dove siamo arrivati. Una vibrante comunità globale di spazi per biohacker, e questo è solo l'inizio. Questi sono alcuni tra i più grandi, e ve ne sono altri che nascono ogni giorno. Uno aprirà probabilmente a Mosca, uno in Corea del Sud, e la cosa bella è che ognuno di loro ha una propria peculiarità che deriva dalla comunità di origine.

Vi faccio vedere. I biohacker lavorano da soli. Noi lavoriamo in gruppi, in grandi città – (Risate) – e in piccoli paesi. Noi reingegnerizziamo la tecnologia dell'apparecchiatura di laboratorio. Progettiamo geneticamente i batteri. Smontiamo l'hardware, il software, il wetware, e ovviamente, il codice della vita. Ci piace costruire cose. Poi ci piace smontarle. Facciamo crescere cose. Le facciamo brillare. E facciamo ballare le cellule.

Lo spirito di questi laboratori è aperto, positivo. ma sapete, talvolta, quando la gente pensa a noi la prima cosa che viene in mente è la biosicurezza, la sicurezza biologica, il lato oscuro della questione. Non voglio minimizzare queste preoccupazioni. Qualsiasi potente tecnologia si può usare per scopi diversi, e si possono ottenere cose come la biologia sintetica e la nanobiotecnologia, e ciò vi costringe veramente a considerare sia i gruppi amatoriali che quelli dei professionisti, perché questi ultimi hanno migliori infrastrutture e migliori laboratori, e hanno accesso agli agenti patogeni.

Come hanno appena fatto le Nazioni Unite, pubblicando recentemente un rapporto sull'intero settore, e la conclusione è stata che il potenziale di questa tecnologia per usi positivi era di gran lunga superiore al rischio per usi negativi; hanno anche preso in esame la comunità dei biologi fai-da-te, e non sorprende che abbiano rilevato che la stampa tende costantemente a sovrastimare le nostre capacità e a sottostimare i nostri principi etici. In effetti, la comunità fai-da-te mondiale, Americana ed Europea, si è riunita lo scorso anno per elaborare un codice etico comune. È molto più di quanto abbia fatto la scienza convenzionale.

Ora, noi ci atteniamo ai regolamenti nazionali e locali. Gestiamo in modo corretto i nostri rifiuti, seguiamo le procedure di sicurezza, non lavoriamo con agenti patogeni. Se lavorate con gli agenti patogeni, non fate parte della comunità dei biohacker ma di quella dei bioterroristi, mi dispiace. Talvolta la gente mi chiede, "E in caso di incidente?" Lavorando con organismi sicuri con cui normalmente operiamo, la possibilità che accada un incidente in cui qualcuno accidentalmente crei una specie di super virus, è probabile quanto una tormenta di neve nel mezzo del deserto del Sahara. Potrebbe succedere, ma non perderò il sonno per questo.

Ho anzi deciso di assumermi un altro tipo di rischio. Ho aderito a una cosa chiamata Progetto Genoma Personale. È uno studio fatto ad Harvard in cui, alla fine, prenderanno la mia intera sequenza genomica, tutte le mie informazioni mediche e la mia identità, e la metteranno online perché tutti possano vederla. Mi hanno parlato dei possibili rischi che avrei corso, al momento del consenso informato. Il mio preferito era che qualcuno potrebbe scaricare la mia sequenza, andare in laboratorio, sintetizzare un falso DNA di Ellen, e metterlo su una scena del crimine. (Risate) Ma come per la biologia fai-da-te, i risultati positivi e il potenziale benefico di uno studio del genere superano di gran lunga i rischi.

Potreste chiedervi, "Cosa farei io in un laboratorio biologico?" Beh, non molto tempo fa ci chiedevamo, "Cosa me ne farei di un personal computer?" Insomma, siamo solo agli inizi. Stiamo vedendo solo la punta dell'iceberg del DNA. Lasciate che vi mostri cosa potreste fare adesso. Un biohacker in Germania, un giornalista, voleva sapere di chi fosse il cane che stava lasciando regalini sulla sua strada, (Risate) (Applausi) Già, avete indovinato. Ha lanciato palle da tennis a tutti i cani del quartiere, ha analizzato la saliva, ha identificato il cane e ha affrontato il suo proprietario. (Risate) (Applausi) Ho scoperto una specie invasiva nel mio giardino. Sembra una coccinella, vero? In realtà è un coleottero giapponese. E lo stesso tipo di tecnologia – si chiama codifica a barre del DNA, è fantastica – si può usare per controllare se il vostro caviale è vero beluga, se il sushi è vero tonno, o se quel formaggio di capra che vi è costato così tanto è veramente di capra. In uno spazio di biologia fai-da-te potete vedere se ci sono mutazioni nel vostro genoma. Potete analizzare i cereali della prima colazione in cerca di OGM, e potete esplorare la vostra ascendenza. Potete mandare sonde meteo nella stratosfera, raccogliere microbi, vedere cosa c'è lassù. Con dei lieviti potete creare un biosensore per rilevare gli inquinanti nell'acqua. Potete fare una pila a combustibile biologico. Potete fare un sacco di cose. Potete anche fare un progetto di arte scientifica. Alcuni di questi sono veramente spettacolari, e considerano i problemi sociali ed ecologici da una prospettiva completamente diversa. È veramente fantastico.