El chip electrónico imita al cerebro para crear recuerdos en un abrir y cerrar de ojos
Los ingenieros han imitado el cerebro humano con un chip electrónico que utiliza la luz para crear y modificar memorias.
Investigadores de la Universidad RMIT se inspiraron en una herramienta emergente en biotecnología -la optogenética- para desarrollar un dispositivo que replica la forma en que el cerebro almacena y pierde información.
El nuevo chip se basa en un material ultrafino que cambia la resistencia eléctrica en respuesta a diferentes longitudes de onda de luz.
RMIT University
La optogenética permite a los científicos ahondar en el sistema eléctrico del cuerpo con una precisión increíble, utilizando la luz para manipular las neuronas de modo que puedan ser activadas o desactivadas.
El nuevo chip se basa en un material ultrafino que cambia la resistencia eléctrica en respuesta a diferentes longitudes de onda de luz, lo que le permite imitar la forma en que las neuronas trabajan para almacenar y eliminar información en el cerebro.
El líder del equipo de investigación, el Dr. Sumeet Walia, dijo que la tecnología nos acerca más a la inteligencia artificial (IA) que puede aprovechar toda la sofisticada funcionalidad del cerebro.
"Nuestro chip de inspiración óptica imita la biología fundamental del mejor ordenador de la naturaleza: el cerebro humano", dijo Walia.
"Ser capaz de almacenar, borrar y procesar información es crítico para la computación, y el cerebro lo hace de manera extremadamente eficiente.
"Somos capaces de simular el enfoque neural del cerebro simplemente haciendo brillar diferentes colores en nuestro chip.
"Esta tecnología nos lleva más lejos en el camino hacia una informática basada en la luz rápida, eficiente y segura.
"También nos acerca un paso importante a la realización de un cerebro biónico - un cerebro en un chip que puede aprender de su entorno como lo hacen los humanos."
El Dr. Taimur Ahmed, autor principal del estudio publicado en Advanced Functional Materials, dijo que poder replicar el comportamiento neural en un chip artificial ofrecía vías emocionantes para la investigación entre sectores.
"Esta tecnología crea enormes oportunidades para que los investigadores comprendan mejor el cerebro y cómo se ve afectado por trastornos que interrumpen las conexiones neuronales, como la enfermedad de Alzheimer y la demencia", dijo Ahmed.
Los investigadores, del Grupo de Investigación en Materiales Funcionales y Microsistemas de RMIT, también han demostrado que el chip puede realizar operaciones lógicas -procesamiento de la información- marcando otra casilla para una funcionalidad similar a la del cerebro.
Desarrollada en el Centro de Investigación MicroNano de RMIT, la tecnología es compatible con la electrónica existente y también ha sido demostrada en una plataforma flexible, para su integración en la electrónica portátil.
Cómo funciona el chip:
Las conexiones neuronales ocurren en el cerebro a través de impulsos eléctricos. Cuando los pequeños picos de energía alcanzan un cierto umbral de voltaje, las neuronas se unen - y usted ha comenzado a crear una memoria.
En el chip, la luz se utiliza para generar una fotocorriente. El cambio entre colores hace que la corriente invierta la dirección de positivo a negativo.
Este interruptor de dirección, o cambio de polaridad, es equivalente a la unión y ruptura de las conexiones neuronales, un mecanismo que permite a las neuronas conectarse (e inducir el aprendizaje) o inhibir (e inducir el olvido).
Esto es similar a la optogenética, donde la modificación de las neuronas inducida por la luz hace que se activen o se desactiven, lo que permite o inhibe las conexiones con la siguiente neurona de la cadena.
Para desarrollar la tecnología, los investigadores utilizaron un material llamado fósforo negro (BP) que puede ser inherentemente defectuoso en su naturaleza.
Esto suele ser un problema para la optoelectrónica, pero con la ingeniería de precisión los investigadores fueron capaces de aprovechar los defectos para crear nuevas funcionalidades.
"Los defectos suelen ser vistos como algo que hay que evitar, pero aquí los estamos usando para crear algo nuevo y útil", dijo Ahmed.
"Es un enfoque creativo para encontrar soluciones a los retos técnicos a los que nos enfrentamos."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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