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Construyen un cerebro artificial con neuronas de rata capaz de pilotar un avión

Un cerebro artificial construido en laboratorio con 25.000 neuronas de rata ha sido capaz de hacer volar a un avión de combate virtual. El cerebro y el aparato establecieron una conexión similar a la que usan las neuronas cuando reciben e interpretan señales para controlar nuestro cuerpo. En forma gradual el cerebro aprendió a controlar el avión usando los datos que recibía de las condiciones de vuelo. El experimento abre la posibilidad a la construcción de vehículos no pilotados en los que el ordenador de a bordo será asistido por una red neuronal biológica construida con células cerebrales de ratones o de otros animales, así como ayudará también a mejorar los tratamientos de algunas enfermedades neurológicas. Por Eduardo Martínez.

Construyen un cerebro artificial con neuronas de rata capaz de pilotar un avión

Un científico de Florida ha desarrollado un “cerebro” que es capaz de hacer volar un avión de combate virtual. Este ordenador viviente se cultivó a partir de 25.000 neuronas que se extrajeron del cerebro de un ratón y se colocaron sobre una cuadrícula de sesenta electrodos en una placa de Petri.

El "cerebro" consiste en una colección de neuronas vivas que fueron extraídas del córtex del cerebro de un ratón y cultivadas dentro de un placa de Petri (material de laboratorio en forma de caja circular con tapa que se usa para preparar cultivos). Nada más ser extraídas y colocadas en el cultivo, las células comenzaron a desarrollar conexiones entre ellas.

Cuando las neuronas de ratón fueron colocadas en la placa de Petri, al principio tenían el aspecto de pequeños granos de arena dispersos en el agua. Sin embargo, las neuronas individuales rápidamente comenzaron a extender líneas microscópicas entre sí, reproduciendo las mismas conexiones que ocurren en los procesos neuronales.

Tal como explica al respecto la Universidad de Florida en un comunicado, esta red neuronal viva se comunica con el exterior a través de 60 electrodos ubicados en el inferior del recipiente, interactuando con el simulador de vuelo de un avión F-22 instalado en un ordenador de escritorio normal.

Aprendizaje gradual

Cuando este ordenador viviente se conectó al simulador de vuelo de un avión de combate F-22, el cerebro y el aparato establecieron una conexión en doble sentido similar a la que se produce cuando las neuronas reciben e interpretan señales para controlar nuestro cuerpo. En forma gradual el cerebro aprendió a controlar el avión usando los datos que recibía de las condiciones de vuelo.

Para controlar el simulador, fue preciso previamente escribir los algoritmos de las 25.000 neuronas. De esta forma, las neuronas primero reciben información del ordenador acerca de las condiciones de vuelo: por ejemplo, si el avión está volando bien o si está inclinado a la izquierda o a la derecha.

Mediante esos algoritmos, las neuronas analizan los datos y responden creando señales que son enviadas a los controles del avión. Estas señales alteran el rumbo del avión y originan nueva información que es enviada a las neuronas, provocando un ciclo permanente de realimentación de la información.

La red neuronal poco a poco aprende a dominar el avión y en la fase final del experimento, es capaz de controlarlo en cualquiera de las condiciones meteorológicas previsibles, ya sea con cielos despejados o con tormentas.

Ayuda médica

Aunque estas cadenas vivientes podrían usarse en el futuro para hacer volar realmente aparatos no tripulados, el descubrimiento tiene mayor importancia todavía como ayuda para comprender cómo el cerebro humano se desenvuelve y aprende a nivel celular determinadas tareas calculadas.

Según los artífices de esta proeza tecnológica, el ordenador biológico, una vez se desarrolle y consolide, podrá mejorar también la comprensión médica sobre determinados desórdenes neurológicos, como la epilepsia, y permitirá en consecuencia el diseño de nuevas terapias.

Aunque los ordenadores pueden hacer ciertas tareas con gran rapidez, carecen de la flexibilidad y adaptabilidad del cerebro humano y se desenvuelven de una manera muy pobre en lo que se refiere a patrones de reconocimiento.

Tal como destaca al respecto NewScientist, la importancia de conocer los mecanismos de estas cadenas neuronales fabricadas en laboratorio radica en que permitirán hacer cálculos hasta ahora imposibles para los ordenadores mecánicos y aplicarlos a la creación de nuevos sistemas de computación.

Vehículos neuronales

Por el momento, los resultados de esta experiencia abren la posibilidad a la construcción de vehículos no pilotados en los que el ordenador de a bordo será asistido por una red neuronal biológica construida con células cerebrales de ratones o de otros animales.

La Universidad de Florida dispone de un programa de investigación, denominado Flight Control Systems, que estudia cómo las redes biológicas asociadas al cerebro pueden producir nuevas y poderosas habilidades computacionales. El piloto neuronal es uno de los resultados de este programa.

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Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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