Laboratorio Soluna

Se avanza en el desarrollo de las primeras neuronas artificiales

Aún se sabe poco sobre el funcionamiento de las neuronas y sus tareas en el cerebro, pero se avanza en su comprensión. Recientemente un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Bath y que incluye investigadores de las universidades de Bristol, Zurich y Auckland, desarrollaron la primera neurona artificial en chips de silicio. Publicaron sus resultados en la revista Nature Communications.

De hecho las neuronas artificiales no solo se comportan como las neuronas biológicas, sino que solo necesitan una milmillonésima parte de la potencia de un microprocesador, lo que las hace ideales para su uso en implantes médicos y otros dispositivos bioelectrónicos.

Los investigadores replicaron con precisión la dinámica completa de las neuronas del hipocampo y las neuronas respiratorias de unas ratas, bajo una amplia gama de estímulos. El profesor Alain Nogaret, del Departamento de Física de la Universidad de Bath, dirigió el proyecto dijo en comunicado de prensa: “Hasta ahora, las neuronas han sido como cajas negras, pero hemos logrado abrirla y mirar dentro. Nuestro trabajo cambia de paradigma porque proporciona un método robusto para reproducir las propiedades eléctricas de las neuronas reales en minucioso detalle”.

Los investigadores modelaron y derivaron ecuaciones para explicar cómo las neuronas responden a los estímulos eléctricos de otros nervios. En el artículo académico explican que es un proceso complicado, ya que las respuestas son “no lineales”, lo que significa que si una señal se vuelve dos veces más fuerte, no necesariamente provocará una reacción dos veces mayor, podría ser tres veces más grande u otra cosa.

El diseño de neuronas artificiales que responden a las señales eléctricas del sistema nervioso como neuronas reales ha sido un objetivo importante en la medicina durante décadas, ya que abre la posibilidad de curar las condiciones en las que las neuronas no funcionan correctamente como enfermedades neurodegenerativas y crónicas no transmisibles. En la insuficiencia cardíaca, por ejemplo, las neuronas en la base del cerebro no responden adecuadamente a la retroalimentación del sistema nervioso, a su vez no envían las señales correctas al corazón, que luego no bombea tan fuerte como debería.

El estudio fue financiado por una subvención del Programa de Tecnologías Emergentes Futuras de la Unión Europea Horizon 2020 y una beca de doctorado financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (ESPRC).

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