Hablando el mismo idioma: Cómo las neuronas artificiales imitan a las biológicas
Los científicos crearon neuronas artificiales que pueden comunicarse eficazmente con su contraparte biológica
Las neuronas lanzan impulsos eléctricos y las sinapsis aseguran su transmisión. Estos principios, que operan en el cerebro humano, pueden utilizarse ahora también como bloques de construcción en circuitos producidos artificialmente para crear sistemas capaces de aprender. Sin embargo, la llamada "electrónica neuromórfica" también ofrece la posibilidad de crear una interfaz entre los ámbitos artificial y biológico. Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros se han acercado ahora a este objetivo creando neuronas artificiales que pueden operar directamente y en tiempo real en un entorno biológico.
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La inteligencia artificial es un tema candente desde hace tiempo: un algoritmo informático "aprende" gracias a los ejemplos: lo que está "bien" y lo que está "mal". A diferencia de un algoritmo informático, el cerebro humano funciona con las llamadas "neuronas", células del cerebro. Éstas se entrenan y transmiten señales a otras neuronas. Esta compleja red de neuronas y las vías de conexión, las sinapsis, controlan nuestros pensamientos y acciones.
Las señales biológicas son mucho más diversas que las de los ordenadores convencionales. Por ejemplo, las neuronas de una red neuronal biológica se comunican con iones, biomoléculas y neurotransmisores. Más concretamente, las neuronas se comunican de forma química -emitiendo sustancias mensajeras como los neurotransmisores- o mediante impulsos eléctricos, los llamados "potenciales de acción" o "picos".
Las neuronas artificiales son un área de investigación actual. La comunicación eficaz entre la biología y la electrónica requiere la realización de neuronas artificiales que emulen de forma realista la función de sus homólogas biológicas. Es decir, neuronas artificiales capaces de procesar la diversidad de señales que existen en la biología. Hasta ahora, la mayoría de las neuronas artificiales sólo emulan eléctricamente a sus homólogas biológicas, sin tener en cuenta el entorno biológico húmedo, formado por iones, biomoléculas y neurotransmisores.
Los científicos dirigidos por Paschalis Gkoupidenis, jefe de grupo del departamento de Paul Blom en el Instituto Max Planck de Investigación de Polímeros, han abordado ahora este problema y han desarrollado la primera neurona artificial biorrealista. Esta neurona puede trabajar en un entorno biológico y es capaz de producir diversas dinámicas de pico que pueden encontrarse en la biología y, por tanto, puede comunicarse con sus homólogas biológicas "reales". Para ello, el grupo de Gkoupidenis realizó un elemento no lineal hecho de materia blanda orgánica, algo que también existe en las neuronas biológicas. "Este elemento artificial podría ser la clave de las neuroprótesis biorrealistas que hablarán el mismo lenguaje que la biología, permitiendo restaurar, sustituir o incluso aumentar eficazmente las funciones del sistema nervioso", afirma Gkoupidenis.
Esto permitió a los investigadores desarrollar por primera vez una neurona artificial realista que puede comunicarse de diversas maneras -químicamente o mediante portadores de carga iónica- en entornos biológicos.
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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