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Chip que imita al cerebro; prótesis neuronales

Chip que imita al cerebro; prótesis neuronales

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Durante décadas, los científicos han soñado con fabricar sistemas computacionales que imiten las capacidades del cerebro humano.  Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos, ha conseguido crear un chip que imita la adaptación de las neuronas a cualquier información novedosa, a través de la actividad de sus canales iónicos. El avance podría dar lugar a prótesis neuronales que funcionen de manera coordinada con la actividad cerebral corriente, entre otras aplicaciones. Según se explica en un comunicado del MIT, con unos 400 transistores, este circuito integrado o chip, fabricado en silicio, en concreto es capaz de emular la actividad de las sinapsis neuronales. Las sinapsis son las conexiones entre dos neuronas que posibilita que la información fluya de una neurona a otra.
Se calcula que en el cerebro humano hay unos 100 mil millones de neuronas. Cada una de ellas forma sinapsis con muchas otras neuronas. Las sinapsis son posibles gracias a que las llamadas neuronas presinápticas liberan neurotransmisores
Como consecuencia de este proceso, se activan los canales iónicos (proteínas que contienen poros acuosos que, cuando se abren, permiten el paso selectivo de iones específicos) de la membrana celular de las neuronas.
Los cambios y las aperturas de estos canales modifican el potencial eléctrico de las células cerebrales. Si este potencial cambia de manera lo suficientemente drástica, las neuronas generan un impulso eléctrico conocido como potencial de acción.

chip cerebral
Chip desarrollado por los investigadores del MIT

Lo que han conseguido los investigadores del MIT es que los transistores del nuevo chip imiten la actividad de los canales iónicos. Mientras que la mayoría de los chips creados hasta ahora funcionan en un modo binario, de encendido/apagado, en este nuevo chip un gradiente de potencial eléctrico hace posible que la corriente fluya a través de los transistores, de la misma forma que los iones fluyen a través de los canales iónicos de las neuronas.
Este nuevo chip representa un avance significativo en el esfuerzo por incorporar los conocimientos sobre la biología de las neuronas y de la plasticidad cerebral a los chips.
Los investigadores planean usar este dispositivo para fabricar sistemas destinados a modelar funciones neuronales específicas, como las del proceso de la visión. Estos nuevos sistemas podrían ser mucho más veloces que los ordenadores actuales, que necesitan horas o días para simular un circuito cerebral simple, e incluso más rápidos que los sistemas biológicos imitados.
El chip creado también podría ayudar a los neurocientíficos a conocer a fondo el funcionamiento del cerebro, y dar lugar al desarrollo de partes constitutivas de dispositivos de inteligencia artificial.

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