Innovación

Arquitecturas cerebrales inspiran los mejores modelos computacionales

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Escrito por Mihaela Marín

Seguir investigando el mecanismo de funcionamiento del cerebro por parte de los científicos ayudará a llevar a la tecnología a un nivel superior

La revista científica Science publicaba en junio del 2013 una noticia de gran importancia para el estudio de la neurociencia. El grupo de investigadores de Human Brain Project había conseguido mejorar 50 veces más el mapa del cerebro humano, llegando a crear un atlas en tres dimensiones capaz de enseñar detalles de su estructura a una resolución de 20 micrómetros, que sería igual al grosor de un cabello humano. Las 7.404 imágenes se obtuvieron después de cortar un cerebro humano intacto en secciones muy finas que después se juntaron de nuevo en una versión digital usando programas informáticos avanzados. El mapa cerebral en 3D iba a generar un impacto considerable para la neurociencia, que hasta ese momento no había tenido una herramienta que pudiera permitir mejorar las técnicas de neurocirugía u obtener mejor comprensión de las causas que provocaban enfermedades cerebrales. Pero este iba a ser el primer paso entre los muchos otros que le siguieron. Un año después un equipo de especialistas formado por Ed Lein y sus compañeros de Allen Institute for Brain Science anunciaban otro logro. El grupo había conseguido realizar un mapa a una resolución sin precedentes, esta vez del cerebro de un feto, y que aportaba datos valiosos sobre la actividad genética en el momento de formación del córtex cerebral. Nunca antes se ha visto un cerebro tan de cerca, así que las condiciones ya existen para que los neurocientíficos descifren las causas de trastornos como el autismo y Alzheimer, aunque el alcance de estas innovaciones puede servir para mucho más que esto.

Las redes neuronales biológicas, soporte para una tecnología superior

Aunque estemos en plena revolución tecnológica es ahora cuando empezamos a mirar más de cerca el funcionamiento del cerebro humano y hasta que lleguemos a entenderlo por completo hará falta descubrir aún más herramientas. Seguramente llegar a ese punto significaría haber empujado el desarrollo de la tecnología a su nivel máximo. De momento la curiosidad que intriga a muchos científicos es qué hacen las células neuronales para generar procesos psicológicos complejos. En realidad las miles de millones de células que constituyen el cerebro funcionan como un simple procesador al recibir los estímulos, mientras que las conexiones que se establecen entre ellas son las que explican las habilidades sorprendentes del cerebro. Aplicado a la computación, el modelo biológico de las redes neuronales permite solucionar las deficiencias de los sistemas informáticos convencionales. Una red neuronal artificial para un ordenador tendrá la misma funcionalidad que su símil para el cerebro: un grupo interconectado de neuronas artificiales que usarán un modelo computacional o matemático para interpretar datos complejos, extraer patrones o aprender a base de ejemplos. Su comportamiento está definido por la forma en la que los elementos de computación individuales se conectan y se ajustan automáticamente en función de una regla específica hasta llegar a cumplir la tarea de forma correcta. En una explicación incluso más reducida, el modelo del sistema neuronal biológico ayuda allí donde no es posible encontrar una solución a través de una fórmula algorítmica.

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Aplicaciones de neuroingeniería en la vida real

Las herramientas que ha ofrecido el estudio del cerebro humano validan la relación tan estrecha entre el campo de la neurociencia y el de la ingeniería computacional. Muchas aplicaciones actuales indican un desarrollo tecnológico sin precedentes, inspirado en el mecanismo de funcionamiento cerebral. Científicos del Instituto de Neuroingeniería de la Universidad Duke de EEUU han investigado el desarrollo de interfaces cerebrales para dispositivos robóticos destinados a las personas parapléjicas después de haber demostrado en experimentos con animales que el cerebro tiene la capacidad de reconfigurarse y de crear nuevas conexiones. De la misma forma, en el campo de la electrónica los avances son cada vez más frecuentes y apuntan a un nivel de innovación nanotecnológica capaz de crear robots programados no sólo para ejecutar un programa, sino también para interpretar las emociones.

La capacidad de nuestro cerebro  representa la fuente más importantes de ideas que han hecho posible nuestra evolución hasta el presente y aunque de momento no consigamos volar aviones con el poder de la mente, puede que usar esta técnica para interactuar con nuestros smartphones esté más cerca de lo que nos podamos imaginar.

Sobre el autor de este artículo

Mihaela Marín

Mi interés por la tecnología ha nacido cuando me he dado cuenta de que nos permite ver el lado escondido de la realidad. Todavía quedan muchas cosas por descubrir y suficiente curiosidad para entender lo que realmente somos. Especializada en Periodismo y Marketing, he podido compartir experiencias con profesionales del mundo empresarial tecnológico. Siempre en búsqueda de ideas, escribo para hacer conocido el trabajo innovador, capaz de cambiar los problemas en soluciones.