Objetivo: Imitar al cerebro
Chip Walter
Revista Discover
Para su sorpresa, Kwabena Boahen y sus colegas han descubierto que la estructura del cerebro es relativamente simple.
Eso se debe a que nuestros cerebros, a diferencia de las computadoras, cambian de manera constante sus conexiones para modificar la forma en que procesan la información.
“Ahora tenemos microscopios que pueden ver conexiones individuales entre neuronas. Hemos podido determinar que el cerebro puede retraer conexiones y fabricar otras nuevas en pocos minutos”, dice Boahen.
Eso permite explicar como unos dos kilos de neuronas pueden concretar todas las operaciones vinculadas al pensamiento humano. Boahen cree que previos intentos para crear inteligencia artificial han fracasado porque los científicos no tomaron en cuenta esa extraordinaria flexibilidad del cerebro.
“Con el fin de lidiar con la complejidad, necesitamos determinar cómo hacer que las cosas se conecten”, dice.
Su solución es crear chips que puedan reprogramarse en respuesta a la información que reciben. Como neuronas en el cerebro, deben eliminar viejas conexiones y crear nuevas de acuerdo con las necesidades. A diferencia del cerebro, los chips no cambian sus conexiones, se basan en un itinerario para seleccionar información y decidir qué curso seguir.
El primer producto del laboratorio de Boahen es un chip retinomórfico, que está siendo sometido actualmente a una serie de pruebas.
El chip contiene unos seis mil fotorreceptores y cuatro mil conexiones de nervios sintéticos. Su tamaño es de una octava parte de la retina humana. Además, consume solo 0.06 vatios de energía.
Una computadora digital, en contraste, usa un millón de veces más energía que un cerebro humano.
“Hacer prótesis neurales requiere que igualemos la eficacia del cerebro, no solo su actuación”, dice Boahen.
Un chip de ese tipo podría ser colocado dentro de un ojo en uno o dos años, dice, luego de que los ingenieros logren resolver algunos problemas, como la fabricación de una “interfaz” eficaz y una fuente compacta de energía.
Pero, aunque una retina artificial es un gran logro, el gran objetivo es reconstruir todo el cerebro, hasta la última dendrita.
Una total imitación requiere un detallado diagrama del cerebro. Y eso es lo que Bruce McCormick, director del Laboratorio Neurológico de la Universidad Texas A&M, espera crear usando una cámara microscópica denominada Tomografía del Tejido Cerebral.
El aparato rebana tejido del cerebro de una rata usando un cuchillo de diamante, lo ilumina con un rayo láser, registra una imagen con una cámara digital y almacena los datos en un disco duro.
El dispositivo puede recoger detalles aun más pequeños que los de una neurona individual. Y la información visual es luego reconstruida para crear un modelo tridimensional del cerebro.
“Ahora podemos hacer la tomografía del cerebro de una rata en menos de un mes”, dice McCormick. Pero el cerebro humano es mil 500 veces más grande que el cerebro de una rata, y contiene 100 billones de conexiones. Por lo tanto, el Laboratorio Neurológico enfrenta grandes desafíos.
El equipo del laboratorio requiere desarrollar programas que puedan registrar los grandes volúmenes de información visual desde todos los ángulos. La intención es pasar del cerebro de las ratas al cerebro humano en el 2003 y completar un mapa del cerebro humano en 20 años.
En el Proyecto del Cerebro Humano, en el Instituto Tecnológico de California, los investigadores están adoptando una aproximación complementaria.
Russell Jacobs y sus colegas están usando equipos de resonancia magnética y otras técnicas para examinar los cerebros de fetos de ratas, pájaros y monos.
Esos estudios determinarán cómo la anatomía del cerebro y su estructura cambian durante el desarrollo.
McCormick calcula que tomará por lo menos dos décadas combinar un mapa del cerebro humano con chips que alteran automáticamente su alineación de acuerdo con los datos recibidos.
Pero Ray Kurzweil, un investigador de inteligencia artificial, es más optimista.
“Creo que dentro de 30 años”, dice, “posiblemente antes, tendremos todos los datos sobre el cerebro humano y estaremos en condiciones de crear sistemas que podrán emularlo”.
Boahen prefiere no formular predicciones. “Cuando más se conoce biología, más humilde uno se siente”, dice. “La biología hace las cosas mucho mejor que nosotros”.
Pero Boahen confía en que tarde o temprano ese concepto de ingeniería podrá concretar la idea de Turing de una máquina de inteligencia artificial.
“Soy experto en tuercas y tornillos”, dice. “Yo creo que si uno ensambla suficientes tuercas y tornillos correctamente, algo puede obtener”.
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