Especialistas del MIT han creado un circuito integrado
capaz de simular la forma en que neuronas vivas pueden adaptarse en
respuesta a nueva información, una característica conocida como plasticidad.
Parece que “plasticidad” es el término adecuado para describir una
característica esencial de nuestro cerebro, aquella que nos permite
aprender, cambiar y adaptarnos a nuevas e inesperadas situaciones.
En el interior de un chip de computador, todo lo que hay son
representaciones de “ceros” y “unos”, algo que los investigadores del MIT
consideran inadecuado para imitar el funcionamiento de un cerebro biológico.
El cerebro no funciona mediante impulsos de “encendido” y “apagado”, sino
que posee toda una gradación de intensidad en sus señales que proporcionan
una enorme gama de estados intermedios.
El resultado del trabajo de este equipo ha sido un
chip analógico que es capaz de emular completamente el comportamiento de una
neurona mediante el control del flujo de electricidad que circula a través
de los transistores, reproduciendo los canales iónicos existentes en las en
las células cerebrales.
Hay aproximadamente 100 mil millones de neuronas en el cerebro, cada una de
ellas compartiendo sinapsis con muchas otras. Una sinapsis es un espacio
entre dos neuronas denominadas neurona presináptica y neurona postsináptica.
La neurona presináptica libera neurotransmisores que alcanzan los receptores
ubicados en la membrana de la neurona postsináptica, actividad que depende
de los llamados canales iónicos. Estos canales controlan el flujo de átomos
cargados, tales como sodio, potasio y calcio. Estos canales son clave para
que tengan lugar dos procesos conocidos como potenciación a largo plazo (LTP,
por long-term potentiation) y depresión a largo plazo (LTD, por long-term
depression), que fortalecen y debilitan las sinapsis, respectivamente.
Con este avance los investigadores pueden imitar correctamente el
comportamiento de una neurona, gracias al control del flujo de electricidad
que circula a través de los transistores emulando los los canales iónicos de
las células. Todos los chips anteriores, al ser digitales, eran incapaces de
reproducir esta faceta de las conexiones entre neuronas.
En el MIT creen que con unos 400 transistores se puede
construir un chip capaz de reproducir fielmente la conexión de una sinapsis.
Hacen falta millones de ellos para simular un cerebro, pero las técnicas de
fabricación de circuitos integrados son capaces de producir chips con
decenas de miles de millones de transistores, por lo que probablemente
pronto veamos algún prototipo basado en esta tecnología.
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