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SCI-INNOVACIÓN

Neuronas convertidas en chips aprenden a jugar videojuegos

La tecnología ha transformado a las sociedades debido a que ahora las máquinas son capaces de realizar actividades cada vez más complejas como los seres humanos. Sin embargo, aún están lejos de alcanzar las capacidades del cerebro humano, pues tan sólo para que las maquinas llegaran a retener la misma cantidad que nuestras mentes, se requerirían 34 plantas alimentadas con carbón que generen 500 megavatios por hora. Nuestro cerebro es todo un as y es capaz de realizar 15 quintillones de operaciones por segundo gracias a nuestro billón de conexiones neuronales. Aunque los científicos siguen intentando emular las funciones cerebrales y ahora han creado microchips a partir de células humanas capaces de jugar al pong.

Imagen: CORTICAL LABS

Estudio del cerebro en plato

Cortical Labs, es un laboratorio que se autodenomina como el pionero en computación biológica y que recientemente ha publicado su primer logro en la revista Neuron, donde asegura que sus chips vivientes son capaces de jugar pong, un videojuego inspirado en el tenis de mesa. Con esto han demostrado que la hibridación entre la biología y la mecánica es totalmente posible.

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El sistema nombrado como “DishBrain”, contiene dos tipos de células: las primeras serían las neuronas vivas que han sido recolectadas de embriones de ratón, y la otra parte serían las células madre pluripotentes inducidas de humanos. Estas últimas son células madre creadas a partir de tejidos humanos como la piel que pueden revertirse hacia un estado troncal para posteriormente reconvertiste en otras células, en este caso, a neuronas.

El equipo dirigido por Brett Kagan, aprovechó que ambos circuitos comparten la electricidad como lenguaje en común así, en los ordenadores con chips de silicio las señales eléctricas viajan a través de cables metálicos que unen a los distintos componentes. En el cerebro, las neuronas se comunican a través de la sinapsis, uniones entre las células nerviosas, mediante señales eléctricas. En este sistema, cuando las neuronas crecen sobre los chips actúan como cables conectando a los distintos componentes.

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Imagen: CORTICAL LABS

Células jugando al pong

El estudio siguió con la programación de las células para que fuesen capaces de desempeñar una tarea en específico, en este caso fue jugar al videojuego clásico de Pong donde el jugador debe golpear una bola evitando que toque el fondo. Para ello, colocaron placas con microelectrodos sobre los que crecieron las células para poder leer su actividad y estimularlas.

Se activaron electrodos de ambos lados de la matriz para indicar a DishBrain en que lado se encontraba la pelota, al mismo tiempo que la frecuencia de las señales indicaban la distancia de la raqueta. La retroalimentación de los electrodos le enseñó al sistema cómo debía devolver la pelota, así las células comenzaron a actuar como si ellas fuesen la raqueta.

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“Nunca antes habíamos podido ver cómo actúan las células en un entorno virtual”, explicó Kagan. “Logramos construir un entorno de circuito cerrado que puede leer lo que sucede en las células, estimularlas con información significativa y luego cambiar las células de una manera interactiva para que realmente puedan alterarse entre sí”.

El sistema respalda el principio de la energía libre, donde Karl Friston describe el funcionamiento básico del cerebro. Dishbrain no se comportó como lo hacen los sistemas basados en silicio, el equipo observó a los chips aprender a jugar en tan sólo cinco minutos de haber comenzado a ser estimulados y debido a los sistemas de células cerebrales humanas aprendieron a jugar mas rápido que los creados con células embrionarias de ratón.

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A su vez, también existe la duda de qué tanto pueden sentir estos dispositivos. “Como se discutió recientemente, no hay evidencia de que las neuronas en un plato tengan una experiencia cualitativa o consciente, por lo que no pueden angustiarse y, sin receptores de dolor, no pueden sentir dolor”, explicó Kagan.

Actualmente, las neuronas han evolucionado para lograr procesar todo tipo de información. Por lo que, todo lo que hace este estudio es permitir a las neuronas comportarse como su naturaleza esta pensada.

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De acuerdo con los autores, el futuro de este trabajo esta en el modelado de enfermedades, descubrimiento de fármacos y expandir la comprensión del funcionamiento del cerebro. Según lo dicho por Hoy Weng Chong, el director de Cortical Labs.

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