Científicos británicos y de Estados Unidos crean la primera neurona electrónica

Un minúsculo aparato electrónico que funciona como una neurona es el último paso de los ordenadores para imitar el cerebro. Creado por científicos británicos y de EE UU, servirá de base a futuras máquinas inteligentes que responderán exactamente igual que los organismos vivos. "Las neuronas de silicio se utilizarán para construir máquinas que interaccion en con los acontecimientos del mundo real de la misma forma que los sistemas nerviosos biológicos", han afirmado los investigadores al presentar su trabajo, publicado en la revista Nature, aún en fase experimental.

H. G.(NYT) / EL PAÍS A diferencia de la actual generación de ordenadores neuronales, que no pretenden comportarse como los nervios de verdad sino hacer modelos de soporte lógico (software) de las actividades nerviosas, la neurona de silicio trabaja en tiempo real y de forma analógica, lo que significa que es tan rápida como la de verdad. En las redes neuronales, la arquitectura de la máquina en sí es irrelevante y la simulación de un proceso biológico que en realidad tarda unos pocos microsegundos puede llevar varios segundos o minutos de tiempo de ordenador.Pero los nervios del cerebro no trabajan así. Si sometiéramos la inundación de datos sensoriales que nos llega cada segundo al tipo de proceso numérico que tiene lugar en un superordenador sería como estar aún decidiendo que pedir de, la carta de un restaurante mucho después de que éste hubiera cerrado.

En este aspecto es donde sobresale la nueva neurona de silicio puesta a punto por Misha Mahowald, del Instituto de Tecnología de California, y Rodney Douglas, de la Universidad de Oxford. Se comporta como una neurona real porque sus componentes -combinaciones simples de transistores y condensadores sobre una oblea de silicio con integración a gran escala- se corresponden físicamente con ella.

Además, es un microprocesador analógico, que no funciona con decisiones de tipo sí o no como cero o uno. En él, las señales varían de forma continua en amplitud con el tiempo, de la misma forma que lo hace una neurona cuando responde a los diferentes estímulos. En este sentido se aproxima a la forma de funcionamiento de la lógica borrosa, una línea de investigación de software que pretende acercarse a la continuidad de muchos procesos naturales. Es decir, capaz de registrar diferencias de grado entre el cero y el uno.

Neurotransmisores

De forma similar a los circuitos eléctricos simples, las neuronas trabajan mediante la interacción de potencial eléctrico, que se mide como diferencias de voltaje entre distintos puntos de un circuito. En las neuronas, la diferencia de voltaje esencial es la que se produce entre un lado y otro de la membrana celular: el voltaje dentro de la célula es diferente del que existe fuera, y esta diferencia se mantiene de forma cuidadosa mediante un mecanismo por el cual la célula controla de forma activa la entrada y salida de átomos cargados eléctricamente (llamados iones) de sodio y potasio.

Este equilibrio se rompe fácilmente por estímulos externos de otros iones, los compuestos químicos llamados neurotransmisores, y por señales eléctricas procedentes de otros nervios. Todo ello como resultado final de algún tipo de dato sensorial, como la vista, el oído o el olfato. Cuando una célula responde a los estímulos, sé iguala el voltaje entre los lados externo e interno de la membrana (se despolariza) y emite una señal eléctrica. Luego se repone rápidamente la diferencia de potencial para que el nervio pueda responder a otro estímulo.

La respuesta del nervio, sin embargo, disminuye ante estímulos repetidos, que es la razón por la que uno se acostumbra a los sonidos de un concierto de rock and roll o los granjeros dejan de notar el olor de sus cerdos. Lo curioso de las neuronas es que la decisión de cada nervio de despolarizarse o no puede depender de la suma de decenas o centenares de diferentes estímulos.

Mahowald y Douglas tomaron todos estos datos para diseñar su neurona de silicio, que recoge las cuatro corrientes básicas de iones existentes en la célula, las de sodio y potasio y las dos de potasio que las modulan, una de las cuales depende a su vez del calcio. Con este modelo eléctrico simple de neurona se van a fabricar conjuntos de 100 a 200 elementos y sólo entonces los investigadores podrán ver cómo reaccionan entre sí y se comportan las neuronas de silicio.