Trabajan en robots con neuronas vivientes

El equipo de Zhiqiang Yu, del Instituto Tecnológico de Pekín en China, ha completado una revisión de resultados de estudios sobre el uso de redes neurales biológicas creadas in vitro para su uso en robots y otros sistemas artificiales.

Yu y sus colegas repasaron los fundamentos de la inteligencia en redes neurales biológicas in vitro, como la memoria y el aprendizaje; de qué manera estas redes neurales biológicas pueden instalarse en robots mediante conexión bidireccional, formando los llamados sistemas neurorrobóticos basados en redes neurales biológicas; qué comportamientos inteligentes preliminares exhiben estos sistemas neurorrobóticos; y qué tendencias actuales y retos futuros afrontan los sistemas neurorrobóticos basados en redes neurales biológicas.

Nuestro cerebro humano es una compleja red neural biológica compuesta por miles de millones de neuronas, que da origen no solo a nuestra inteligencia sino también a nuestra consciencia.

Sin embargo, estudiar el cerebro en su conjunto es extremadamente difícil debido a su intrincada naturaleza.

Cultivando una parte de las células cerebrales en una caja de Petri, se pueden formar redes neurales biológicas más sencillas, como los minicerebros (organoides de cerebro), que permiten observar e investigar redes de esta clase con mayor facilidad.

Estos minicerebros podrían aportar valiosas pistas sobre los enigmáticos orígenes de la conciencia y la inteligencia naturales, tal como argumenta Yu.

Curiosamente, los minicerebros no solo son similares en estructura a los cerebros humanos, sino que también pueden aprender y memorizar información de forma parecida, tal como destaca Yu.

En concreto, estas redes neurales biológicas creadas in vitro comparten la misma estructura básica que las redes neurales biológicas formadas de manera normal en el marco del desarrollo natural de seres vivos.

En ambos casos, las neuronas están conectadas mediante sinapsis y exhiben memoria a corto plazo.

Además, estos minicerebros pueden realizar un aprendizaje supervisado y ser entrenados para responder a señales de estímulos específicos.

Recientemente, se ha demostrado que las redes neurales biológicas creadas in vitro pueden incluso realizar tareas de aprendizaje no supervisado, incluyendo separar señales que llegan mezcladas.

Estas habilidades de las redes neurales biológicas creadas in vitro son bastante intrigantes.

Sin embargo, no basta con cultivar un minicerebro de este tipo para que surjan la consciencia y la inteligencia.

Nuestro cerebro depende de nuestro cuerpo para percibir, comprender y adaptarse al mundo exterior, y del mismo modo, estos minicerebros necesitan un cuerpo para interactuar con su entorno.

Un robot es un candidato ideal para este fin, lo que ha dado lugar a un floreciente campo interdisciplinar en la intersección de la neurociencia y la robótica: el de los sistemas neurorrobóticos basados en redes neurales biológicas.

Una conclusión clara, tal como señalan los autores de la revisión de resultados de estudios, es que una conexión bidireccional estable es un requisito previo para estos sistemas.

Yu y sus colegas han visto que los comportamientos inteligentes mostrados por los sistemas neurorrobóticos basados en redes neurales biológicas pueden dividirse en dos categorías en función de su dependencia de la capacidad de cálculo o de la plasticidad de la red.

En los comportamientos dependientes de la capacidad de cálculo, el aprendizaje es innecesario, y la red neural biológica opera simplemente como un procesador de datos que genera actividades neurales específicas en respuesta a estímulos.

Sin embargo, para la segunda categoría, el aprendizaje es un proceso crucial, ya que la red neural biológica se adapta a los estímulos y estos cambios son fundamentales para las conductas que luego tendrá el robot o el modo en que luego realizará ciertas tareas.

El equipo de Yu ha determinado que uno de los principales retos a superar es el de conseguir fabricar redes neurales biológicas en 3D, logrando así que las redes neurales biológicas in vitro sean mucho más parecidas a sus homólogas naturales.

Quizá el aspecto más difícil sea cómo entrenar a estas redes neurales biológicas incorporadas dentro de robots, sobre todo si los cuerpos de estos son muy distintos de los que poseen los animales cuyas células cerebrales han sido cultivadas.

Y, por supuesto, está el principal de entre todos los retos: desentrañar el misterio de cómo la conciencia y la inteligencia surgen de la red de células de nuestro cerebro.

Este fenómeno todavía escapa a la comprensión de la ciencia.

Tal como apunta Yu, cuando comiencen a abundar los robots equipados con redes neurales biológicas, será posible estudiar las conductas de estos entes (robots o cíborgs) y detectar si hay similitudes clave con las conductas de los seres vivos inteligentes.

Quizá ello desemboque en dilemas éticos de difícil resolución.

Fuente: Cyborg and Bionic Systems