Neuronas artificiales: presente y futuro de una gran revolución

12 Enero, 2020
Este artículo ha sido escrito y verificado por la psicóloga María Vélez
Seguro que alguna vez has visto alguna película o serie de ciencia ficción donde se pueden realizar implantes tecnológicos en el cuerpo para que mejorar o sustituir funciones de nuestro cerebro. Esto ya es real. Han creado el primer chip de neuronas artificiales. Te lo contamos.

La última década del siglo XX fue declarada la Década del Cerebro y desde entonces los intentos y el empeño por conocer el funcionamiento cerebral no ha hecho más que crecer. Entre tantos objetivos, uno de ellos ha sido conocer el funcionamiento neuronal para desarrollar modelos que puedan paliar alteraciones o enfermedades hasta hora sin cura. Hoy, estamos más cerca de ello gracias a la creación de las primeras neuronas artificiales.

Esta innovación supone un gran avance en la biotecnología y podría cambiar el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas para siempre.

Un grupo de investigación, compuesto por científicos de las Universidades de Bath, Zúrich, Bristol y Auckland, afirma haber creado las primeras neuronas artificiales que se comportan igual que un grupo de neuronas reales.

Este grupo se ha centrado en investigar soluciones a problemas concretos de salud en lugar de crear redes neuronales generales. Además, dicen haber obtenido resultados brillantes.

Neuronas en el cerebro

El chip

El funcionamiento de las neuronas naturales se comenzó a conocer a finales del siglo XIX, cuando Ramón y Cajal propuso que actuaban como entidades funcionales que se comunican entre sí estableciendo redes.

Estas se comunican en milisegundos mediante impulsos eléctricos debido a cambios en el voltaje de la membrana celular y solo necesitan una potencia de 140 nanovatios, una milmillonésima parte de lo que requiere un microprocesador.

En ese sentido, resulta viable crear dispositivos electrónicos que reproduzcan el funcionamiento de estas células que tenemos en nuestro cerebro.

Los investigadores han creado un chip de silicio más pequeño que un pulgar. Para ello, han desarrollado modelos matemáticos que imitan la actividad eléctrica no lineal de las neuronas. Esto quiere decir que si las neuronas reciben una señal dos veces más fuerte de lo habitual, no tienen por qué provocar una reacción el doble de mayor, puede ser triple o diferente.

Aplicaciones

En esta primera fase, se han centrado en neuronas cerebrales implicadas en procesos respiratorios y del hipocampo de ratas, pero esto podría aplicarse también a células cardíacas.

En un ataque al corazón, por ejemplo, las neuronas de la base del cerebro no responden adecuadamente a la señal del sistema nervioso. Por ello, no envían la señal correcta al corazón y este no palpita tan fuerte como debería.

El desarrollo de neuronas específicas implicaría producir nuevos tipos de marcapasos que comuniquen el corazón y el cerebro.

En cuanto a las neuronas del hipocampo, las neuronas artificiales tendrían un papel para la salud importante. Se podrían utilizar implantes que sustituyeran conexiones neuronales afectadas por enfermedades degenerativas, como el alzhéimer o el parkinson.

Otra aplicación, casi futurista, de este tipo de chips sería su uso para crear interfaces de comunicación cerebro-ordenador. Es decir, sistemas que permitan controlar las computadoras desde nuestro cerebro o viceversa.

Esto, por muy lejano que parezca, ya está siendo investigado. Por ejemplo, la empresa Neuralink lleva años dedicados a buscar la forma de implantar en nuestro cerebro unos procesadores tecnológicos que mejoren nuestra capacidades cognitivas e incluso que se actualicen cada cierto tiempo como el sistema operativo de un teléfono.

Ilustración de un cerebro físico y digital

El futuro

Aún es necesaria mucha investigación y ensayos para poder dar el gran paso a su uso real. Sin embargo, la posibilidad de implantarnos dispositivos biotecnológicos y convertirnos en cyborgs que mejoren nuestras capacidades, o que cubran necesidad que la naturaleza no puede, está más cerca.

Hasta hoy, las pruebas que existen son en modelos animales o bien no se ha conseguido crear dispositivos del tamaño adecuado para ser implantados en nuestras neuronas.

Por otro lado, aunque la tecnología se desarrolle y perfeccione, habrá que esperar a que la sociedad, y los comités de ética, acepten y valoren las pruebas de estos implantes, así como su posterior extensión.

Abu-Hassan, K. et al. (2019). Optimal state solid neurons. Nature Communications, 10:5309.