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Chip cerebral MIT

Durante años, muchos equipos de investigación han trabajado en el desarrollo de sistemas que permitan trasladar a un computador la capacidad del cerebro humano con sus 100.000 millones de neuronas conectadas entre sí por más de un billón de conexiones. Hace poco conocíamos que la Universidad de Manchester trabajaba en un simulador del 1% del cerebro humano usando procesadores ARM, un proyecto apasionante que iba a utilizar un millón de procesadores a modo de neuronas pero que parece quedarse corto si lo comparamos con el último trabajo presentado por el prestigioso MIT. Un equipo de esta institución ha presentado un chip que se comporta de la misma manera que las neuronas cerebrales cuando están conectadas a través de la sinapsis.

El MIT ha sido capaz de modelar en un único chip cómo se adaptan las neuronas a nuevos estímulos y, por tanto, emular el aprendizaje de nuestro cerebro, algo que suena fascinante aunque nos hace rozar la singularidad tecnológica. El chip está basado en silicio y consta de 400 transistores que emulan el funcionamiento de una sinapsis simple, es decir, la conexión entre dos neuronas que sirve para el intercambio de información entre ambas. Según los investigadores, este chip permitirá, a todos aquéllos que estudian el funcionamiento del cerebro, avanzar un paso más en la comprensión del funcionamiento del cerebro y el proceso de aprendizaje pero, además, también podría ser la base de prótesis y dispositivos neuronales, por ejemplo, retinas artificiales.

Cada vez que se produce una sinapsis, es decir, la conexión entre dos neuronas, ambas intercambian una serie de neurotransmisores que activan iones en las neuronas que hacen que éstas cambien su potencial eléctrico hasta que, sobrepasado un umbral, las neuronas disparan un impulso eléctrico. Chi-Sang Poon, responsable del proyecto, y su equipo han desarrollado el chip de tal forma que los transistores pueden emular la actividad de este flujo de iones.

¿Transistores, flujos de iones y neuronas? ¿Cómo encajan estas piezas del modelo? Estos chips son totalmente analógicos y funcionan con transistores cuyos canales imitan los canales de iones de las neuronas:

Podemos modificar los parámetros del circuito para obtener canales específicos de iones. Actualmente somos capaces de capturar cada proceso de intercambio de iones que se produce en una neurona [...] Si realmente queremos emular de manera realista las funciones del cerebro, debemos ser capaces de capturar los procesos intracelulares, es decir, los canales de iones

Trasladar el funcionamiento de las neuronas al funcionamiento de los transistores MOS es una maravilla de la ingeniería que, además, no se quedará ahí sino que el equipo quiere seguir trabajando en chips que puedan modelar funciones neuronales específicas o interactuar con sistemas biológicos que permitan, por ejemplo, el desarrollo de sistemas de visión artificial o avanzar en la senda de la inteligencia artificial.