La circuitería más idónea para imitar un cerebro biológico

Recrear en una máquina la portentosa arquitectura subyacente en el cerebro de un ser vivo podría dotarla de algunas de sus cualidades extraordinarias, y es el punto de partida obligado para todo intento de dotar a un ordenador o robot de inteligencia comparable a la humana, un sueño largamente perseguido por muchos científicos y un tema estrella de la ciencia-ficción. La cuestión de si tal máquina poseería lo que llamamos "consciencia" está desde hace mucho tiempo en el epicentro de un debate lleno de dudas morales.

Una de las cualidades que definen a un cerebro biológico es la poca energía que consume, en comparación con los sistemas artificiales. Se impone pues comenzar por encontrar los circuitos y chips más adecuados para construir cerebros artificiales que utilicen la menor cantidad posible de energía.

Ésta es la cuestión que la profesora Elisabetta Chicca, de la Universidad de Bielefeld en Alemania, ha estado investigando en colaboración con colegas de Italia y Suiza.

Uno de los objetivos de Chicca es fabricar robots y otros sistemas tecnológicos tan autónomos y capaces de aprender como sea posible. Los cerebros artificiales que ella y su equipo están desarrollando están modelados imitando a los sistemas nerviosos biológicos del Ser Humano y otros animales. Estos sistemas biológicos procesan los estímulos del entorno de manera completamente diferente a como lo hacen los ordenadores actuales. Los sistemas nerviosos biológicos se autoorganizan, se adaptan y aprenden por cuenta propia. Para lograrlo, necesitan una cantidad relativamente pequeña de energía en comparación con los ordenadores, y hacen posible habilidades complejas como la toma de decisiones, y el reconocimiento de asociaciones y patrones.

Chicca, experta en neuroinformática, está tratando de utilizar principios biológicos para construir sistemas nerviosos artificiales. Chicca y sus colegas han estado investigando qué tipo de circuitos pueden simular sinapsis electrónicas. Las sinapsis son los "puentes" que transmiten señales entre células nerviosas. A través de ellas se comunican estímulos y también pueden almacenar información. Además, el equipo de investigación ha analizado qué tipo de circuito puede imitar la plasticidad de los nervios biológicos. La plasticidad es como se denomina en neurología a la capacidad que tienen las células nerviosas, sinapsis y regiones cerebrales para adaptar sus características al uso. En el cerebro de los atletas, por ejemplo, ciertas áreas cerebrales están conectadas más fuertemente que en las personas que no son atletas.

Chicca, Chiara Bartolozzi, del Instituto Italiano de Tecnología (IIT), así como Giacomo Indiveri y Fabio Stefanini, del Instituto de Neuroinformática (INI) en Zúrich y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en la misma ciudad suiza, ya han hecho un hallazgo sorprendente: Las construcciones que utilizan no sólo circuitos digitales, sino también circuitos compactos analógicos e imprecisos son más adecuadas para construir sistemas nerviosos artificiales que los conjuntos que tienen sólo circuitos digitales o circuitos electrónicos analógicos precisos que requieren mucha energía. Esto indica el camino a seguir para intentar desarrollar lo que estos investigadores definen como circuitos electrónicos neuromórficos aptos para construir sistemas cognitivos autónomos.

Información adicional

Artículos relacionados

• Nuevos chips que imitan al cerebro humano
• Transistor sináptico capaz de aprender mientras trabaja en cómputos
• Diseñan un chip de ordenador inspirado en la conexión entre dos neuronas
• Memorresistores, ¿sinapsis artificiales para una computadora capaz de pensar como un cerebro viviente?
• Láseres acoplados para imitar al cerebro