Nuevo dispositivo informático simula el aprendizaje humano

Este nuevo artefacto simula el aprendizaje asociativo, propio del cerebro humano y otros seres vivos. El aprendizaje asociativo es el proceso por el que se establece una asociación entre dos o más fenómenos, de esta manera se aprende y se reacciona a la relación. Este tipo de aprendizaje fue introducido hace 171 años por el fisiólogo ruso Iván Pavlov. Su experimento se hizo muy popular, y con él demostraba el condicionamiento básico en los perros asociando una campana con la comida, por lo tanto cuando Pavlov hacía una campanada, su perro se acercaba sabiendo que le iba a dar de comer.

Años después de estos postulados de psicología básica y conductista, un grupo de investigadores de la Universidad de Northwestern, en colaboración con la Universidad de Hong Kong, desarrollaron nuevos transistores sinápticos con la capacidad de imitar la plasticidad del cerebro humano procesando y almacenando información de manera simultánea. Estos científicos condicionaron el aparato para asociar la luz con la presión, al igual que el perro de Pavlov asociaba una campana con la comida.

Este nuevo transistor superaría las limitaciones de la informática tradicional, incluyendo el hardware, llevando a cabo diversas tareas de forma simultánea. Además, tendría mayor tolerancia a los fallos, continuando su funcionamiento sin problemas incluso cuando algunos de sus componentes fallan. La plasticidad de la sinapsis entre neuronas permite que el cerebro humano funcione de manera paralela y energéticamente eficiente, tolerando fallas, por lo tanto, el transistor creado por estos científicos tiene la capacidad de imitar las funciones clave de una sinapsis biológica.

A diferencia del cerebro humano que la transmisión de señales de una neurona a otra se da a través de unas moléculas conocidas como neurotransmisores, el transistor electroquímico orgánico es capaz de atrapar iones, enviando diferentes señales entre terminales con el fin de generar una sinapsis artificial. Los iones se comportan de forma similar a los neurotransmisores, explican los investigadores; al retener los datos almacenados de los iones atrapados, el transistor recuerda actividades anteriores, desarrollando plasticidad a largo plazo.

¿Cuál puede ser la utilidad de este dispositivo? Es posible fabricarlo fácilmente e integrarlo en diferentes dispositivos electrónicos, robots inteligentes y hasta dispositivos implantables que interactúan directamente con el cerebro o con los tejidos vivos.

Rivnay, ingeniero biomédico y codirector del estudio explicó: “Si bien nuestra aplicación es una prueba de concepto, nuestro circuito propuesto se puede ampliar aún más para incluir más entradas sensoriales e integrarse con otros dispositivos electrónicos para permitir el cálculo in situ y de baja potencia. Debido a que es compatible con entornos biológicos, el dispositivo puede interactuar directamente con el tejido vivo, que es crítico para la bioelectrónica de próxima generación.”