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Crean las primeras neuronas artificiales, los implantes cerebrales están más cerca

Científicos de la Universidad de Bath han desarrollado las primeras neuronas artificiales en un chip de silicio, el primer paso a posibles implantes cerebrales.

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Un futuro en el que enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson se puedan curar con un simple implante cerebral está mucho más cerca, gracias al desarrollo de las primeras neuronas artificiales.

El cerebro sigue siendo el mayor misterio del cuerpo humano, pero poco a poco comprendemos mejor cómo funciona; algo clave si queremos sustituir o suplantar sus funciones para luchar contra enfermedades y heridas.

El mayor paso hasta ahora en esa dirección lo han dado investigadores de la Universidad de Bath, en Inglaterra, en colaboración con miembros de las universidades de Bristol, Zúrich y Auckland.

Las primeras neuronas artificiales

La investigación ha culminado en el desarrollo de un chip de silicio que encapsula neuronas artificiales; pero no hablamos de circuitos que "simulan" las operaciones de neuronas reales, o ni siquiera imitaciones de bajo nivel.

Lo realmente innovador de este estudio es que estas neuronas artificiales se comportan igual que las reales; cumplen las mismas funciones que las células nerviosas de las ratas de laboratorio, respondiendo de la misma manera a las señales eléctricas que reciben.

Debido a la naturaleza aún misteriosa de las neuronas y su función en el cerebro, esto no ha sido nada fácil; crear este chip empezó con el desarrollo de modelos y ecuaciones que expliquen cómo las neuronas responden cuando reciben estímulos eléctricos de sus vecinas.

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Lo complicado es que estas respuestas no son lineales, es decir, el mismo estímulo multiplicado por dos no implica necesariamente que la respuesta también se deba multiplicar por dos; puede que se multiplique por tres, por ejemplo. Comprender porqué ocurre eso es vital para desarrollar un sustituto que se comporte igual en las mismas situaciones.

El estudio se concentró en replicar el comportamiento de las neuronas del hipocamo y del sistema respiratorio de las ratas; y para ello tuvieron que estudiar cómo reaccionaban ante todo tipo de estímulos. De esta manera, pudieron estimar los parámetros que controlan a las neuronas; algo que pueden repetir con diferentes tipos de neuronas en varias partes del sistema nervioso.

El resultado es un diminuto chip de silicio, que puede cumplir las mismas funciones; si se implantase en el cuerpo de una rata, en teoría esta podría sobrevivir. Y si tiene problemas respiratorios o una enfermedad cerebral, podría ser curada.

Para crear implantes inteligentes

Esto es sólo el principio, pero ya se han conseguido grandes logros en el desarrollo de este chip. Por ejemplo, tal vez el detalle más importante es que estas neuronas artificiales sólo necesitan 140 nanovatios de energía, la milmillonésima parte de lo que necesita un microprocesador actual. Esto lo convierte en uno de los chips más eficientes fabricados hasta ahora.

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Este desarrollo abre la puerta a futuros implantes cerebrales, que no requieran de conexión para curar todo tipo de enfermedades o trastornos. Sus creadores confían en la versatilidad del sistema, para crear diferentes tipos de neuronas artificiales dependiendo de la necesidad.

Los investigadores ya están desarrollando una posible aplicación: unos marcapasos inteligentes, que no solo estimulan el funcionamiento del corazón sino que son capaces de reaccionar en tiempo real a lo que pedimos al cuerpo; como por ejemplo, acelerar el flujo sanguíneo si es necesario.