CÉLULAS CEREBRALES CULTIVADAS SOBRE UNA PLACA INFORMÁTICA APRENDEN A JUGAR AL PONG
Este impresionante trabajo, asusta y alegra.
El primer sistema simbiótico de inteligencia artificial y biológica, que abre la puerta a transferir información digital a las neuronas
Barcelona ha acogido este miércoles la primera demostración de inteligencia biosintética, del primer sistema que aúna inteligencia artificial y biológica y que abre la puerta a poder transferir información digital a las neuronas.
Esta primera máquina con inteligencia biológica se llama DishBrain (cerebro en plato, en inglés) y, según sus desarrolladores (Cortical Lab’s), demuestra que una inteligencia artificial (un algoritmo), puede transmitir aprendizajes a las células cerebrales a través de señales eléctricas e información sensorial.
Hon Weng Chong durante la presentación de la inteligencia biológica sintética que han creado en Cortical Lab’s
Llibert Teixidó
“Estamos ante un nuevo hito en la historia de la humanidad”, enfatizó la astrofísica Zina Jarrahi, fundadora de Puzzle X, al presentarla. “Hemos visto cómo gracias a la inteligencia artificial podemos interactuar en biología; es un primer pasito en el aprendizaje sin aprender, en poder tener un software que aprenda por ti y luego poder insertar ese conocimiento en las neuronas para que estas tomen determinadas acciones o hagan un pensamiento crítico, y eso abre un mundo de posibilidades inmensas”, ha explicado Rod Menchaca, director ejecutivo de AIS Channel -la empresa responsable del código y el algoritmo que, convertido en señales electroquímicas, estimuló ayer las células cerebrales de DishBrain.
Entre esas posibilidades, apunta la de, por ejemplo, enseñar a una persona que padece alzheimer a recordar algo que había olvidado, «aunque estamos hablando de aplicaciones a décadas vista».
Una inteligencia artificial con la misma sustancia que el cerebro
Hon Weng Chong, fundador y director ejecutivo de Cortical Lab’s, la firma que ha desarrollado el sistema, explicó al auditorio de Puzzle X que en lugar de trabajar en programas de inteligencia artificial con capacidades generalizadas como las del cerebro, su equipo pensó en crear una que usara la misma sustancia que el cerebro.
Para ello, un equipo de investigadores liderados por el profesor Brett J.Kagan reunió neuronas vivas de embriones de ratón y células madre humanas “revertidas” a un estado inicial y, una vez cultivadas, las colocó en placas base informáticas donde continuaron creciendo y fundiéndose con los chips.
Al crecer sobre ellos, esas células cerebrales –que se comunican entre sí mediante señales eléctricas- actuaron como cables, conectando los diferentes componentes de la placa. Y dado que comparten lenguaje (la electricidad) con los chips, el siguiente paso fue “programar” a esas células para una tarea concreta, que en este caso fue jugar al Pong, el clásico videojuego basado en el tenis de mesa de los años 70.
Así aprende DishBrain, la primera inteligencia artificial con procesamiento orgánico
Los investigadores han cultivado células cerebrales en un laboratorio que han aprendido a jugar el videojuego ‘Pong’, similar al tenis de mesa de la década de 1970
1 Los investigadores cultivaron neuronas a partir de células madre humanas y neuronas de embriones de ratón. El ordenador ejecutaba una versión simplificada del videojuego ‘Pong’ Luego se integró este minicerebro, llamado Dishbrain, a un chip de ordenador mediante una matriz de electrodos…
2 A traves de señales eléctricas a la izquierda o a la derecha del chip y variando su frecuencia se le proporcionaba a las células información sobre el juego…
3 Indicándoles dónde estaba la pelota y la distancia a la paleta.
4 Con estos datos, las células cerebrales enviaban señales para mover la paleta
5 Las células recibieron un estímulo impredecible
6 Las células fueron ‘recompensadas’ con una estimulación predecible
APRENDIZAJE
Según el principio de energía libre, el cerebro busca reducir la entropía o imprevisibilidad de su entorno. Por lo que las células adaptaron su comportamiento para recibir estímulos predecibles
A los cinco minutos, las células comenzaron a aprender y mejoraron su rendimiento con una tasa de éxito muy por encima del azar
Dishbrain alcanzó el mismo punto más rápido que
los sistemas de inteligencia artificial convencionales:
Dishbrain 10 a 15 partidas
Sistemas IA 5.000 partidas
Fuente: ‘Neuron’.
Los autores del experimento (detallado en un artículo publicado en la revista Neuron y resumido en la infografía que acompaña estas líneas) activaron los microelectrodos sobre los que crecen las células: a su izquierda o derecha para indicar dónde estaba la bola, y modulando la frecuencia de los estímulos en función de la distancia a la ‘raqueta’.
Además, las células se mantenían conectadas a un ordenador para recibir información de si su paleta golpeaba o no la pelota, y en una cuadrícula aparecían barras más grandes cuanto más se movía y acertaba. En cambio, cuando fallaba, su juego era criticado por un programa de software. Y con esa retroalimentación las células aprenden a devolver la pelota como si fueran la raqueta.
“Lo que han logrado es dirigir con estímulos la tendencia natural de las neuronas a conectarse y hablar entre ellas, que es como funciona el aprendizaje en las personas”, explica Jordi Alberch, director del Instituto de Neurociencias de la UB.
A su juicio, la idea de“trasplantar aprendizaje” o enseñar sin tener que aprender de la que hablan sus desarrolladores es un futurible aún lejano y hoy por hoy continúa siendo ciencia ficción, “pero el trabajo de DishBrain sí es un gran paso para entender cómo funcionan nuestros circuitos cerebrales cuando aprenden y cómo los podemos manipular para conseguir ciertos objetivos”.
Alberch cree que también puede ser un modelo muy útil para probar fármacos y aprender a regular estímulos. “Imaginemos un caso de ictus en el que hay una zona del cerebro que hay que regenerar; lo visto en DishBrain sugiere que podrían utilizarse estimulaciones transcraneales para que las células que no han muerto pero fallan puedan volver a adaptarse y cumplir sus funciones”, ejemplifica.
Límites éticos
Claro que todos estos avances en neurotecnología que abren la puerta a manipular o condicionar el cerebro y el pensamiento plantean también un debate ético.
“Este tipo de ciencia puede resultar muy útil en el ámbito patológico, pero si las usan empresas o gobiernos para manipular la opinión o conducta de personas pueden ser muy peligrosas y perjudiciales; y aunque nos parezca ciencia ficción porque ahora son tecnologías muy minoritarias, todo puede llegar, así que es necesario y urgente alcanzar acuerdos para establecer regulaciones y normas de neuroética, igual que existen normas de propiedad intelectual, por ejemplo”, apunta el director del Instituto de Neurociencias de la UB.
Hon Weng Chong muestra cómo las células cerebrales se funden con los chips sobre la placa informática
Menchaca detalla que todo el proyecto de DishBrain se ha hecho con neuronas in vitro «y la regulación tiene que avanzar muchísimo para que esto que hemos presentado pueda tener implicaciones en nuestro día a día como humanos».
Vamos a poder tener el auxilio de la informática, para resolver nuestros problemas.
Eso si es necesario crear el sistema de pegado o añadido de componentes electrónicos unido a nuestro cerebro.
Caminante no hay camino se hace camino al andar
Bibliografia
Mayte Rius Barcelona 17/11/2022 11:57
Hon Weng Chong
Llibert Teixidó
Jordi Alberch UB Director del Instituto de Neurociencia
Zina Jarrahi, fundadora de Puzzle X,