Un equipo internacional de científicos ha logrado un avance significativo en la robótica y la inteligencia artificial mediante el desarrollo de un componente electrónico único que simula la actividad de diversas áreas del cerebro. Este innovador dispositivo, llamado «transneurón», ha sido diseñado para replicar con gran exactitud los patrones eléctricos de las neuronas reales y puede cambiar su función de manera dinámica, una característica que, hasta ahora, se había observado exclusivamente en sistemas biológicos.
Liderado por la Loughborough University del Reino Unido, junto con el Salk Institute y la Universidad del Sur de California (USC), este trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature Communications y se sitúa dentro del campo de la computación neuromórfica. Este enfoque busca desarrollar chips que operen de manera similar al cerebro humano, en lugar de seguir el funcionamiento tradicional de los ordenadores convencionales.
Uno de los rasgos más destacados del transneurón es su capacidad para asumir múltiples «roles» cerebrales. Mientras que las neuronas artificiales convencionales están diseñadas para cumplir una función específica, el transneurón puede actuar como diferentes tipos de neuronas al ajustar sus parámetros físicos, como la tensión eléctrica o la resistencia de carga. Esto permite que un solo dispositivo se comporte como neuronas de áreas del cerebro implicadas en procesos de visión, planificación del movimiento y control motor, sin necesidad de modificar el diseño del chip.
Para verificar la efectividad del transneurón, los investigadores compararon su actividad eléctrica con la de neuronas reales registradas en monos macaco despiertos. Se enfocaron en tres regiones del córtex, cada una con patrones eléctricos distintivos. Los resultados mostraron que el transneurón podía replicar estos patrones con una exactitud sorprendente, logrando una correlación cercana al 100 % en algunos casos. El dispositivo no solo imita la forma de los pulsos sino también el ritmo y la variabilidad, asemejándose al comportamiento complejo del cerebro.
Además, los transneuronas no se limitan a reproducir patrones predefinidos, sino que pueden procesar información de manera similar a las neuronas biológicas. Esto significa que el dispositivo puede adaptarse a las señales de entrada, variando su respuesta según la intensidad o la sincronía de los estímulos recibidos. En hardware convencional, esto requeriría combinar varias neuronas artificiales, pero aquí se logra con un solo componente, destacando la versatilidad del transneurón para diversas aplicaciones.
El núcleo de este avance es un memristor, un componente cuya resistencia varía según el historial de corriente y voltaje. En el caso del transneurón, el memristor es capaz de generar pulsos eléctricos comparables a los potenciales de acción de una neurona real, lo que resulta esencial para las aplicaciones en la computación neuromórfica.
El siguiente objetivo del equipo es expandir este concepto a una red de transneuronas, avanzando hacia la creación de un «córtex en un chip». Esto podría revolucionar la robótica al permitir la integración directa de este hardware en robots, potenciando su capacidad para procesar información sensorial en tiempo real y adaptarse a cambios en su entorno de manera efectiva. Además, se prevén aplicaciones en neuroprótesis, interfaces bidireccionales con el sistema nervioso y estudios avanzados sobre la conciencia.
Aunque todavía estamos en los primeros pasos de esta tecnología, el potencial del transneurón para transformar la inteligencia artificial y la robótica es evidente. Los investigadores anticipan un futuro en el que las máquinas sean capaces de comportarse de manera más intuitiva y humana, al tiempo que abren nuevas oportunidades para el estudio y la mejora de la interacción humano-máquina.
