La computadora cyborg que combina inteligencia artificial y células cerebrales humanas realmente funciona

¿Alguna vez has pensado en un mundo donde la inteligencia artificial se encuentre con las células cerebrales humanas? Esto puede parecer un futuro lejano, aunque la tecnología avanza y sorprende con el paso del tiempo. Sin embargo, este escenario parece más real y presente que nunca.

Los investigadores básicamente crearon un cerebro usando Células madre y lo conectó con un inteligencia artificial, creando una especie de computadora cyborg. A pesar de tener algunos desafíos por delante, parece que estamos a punto de entrar en una nueva era de la tecnología, donde los humanos y la inteligencia artificial se mezclan de la manera que muchos imaginaban hace décadas.

La primera computadora híbrida

En la década de 2010, los investigadores comenzaron a desarrollar organoides cerebrales a partir de células madre. Por tanto, ya no sabemos qué son capaces de hacer estas células para revolucionar el área de la salud.

Se está utilizando tecnología avanzada de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) para crear modelos 3D en un intento de comprender mejor las enfermedades neurológicas complicadas. Esto es muy importante, especialmente porque los modelos de ratón, incluso cuando se mejoran con secuencias humanizadas, no pueden replicar completamente las características de la enfermedad de Alzheimer. Así, estos organoides cerebrales, que son básicamente como “minicerebros” creados en el laboratorio, no sólo pueden imitar el entorno de un cerebro afectado por la enfermedad degenerativa, sino que también incluyen partes importantes, como astrocitos, vasos sanguíneos y microglía desregulada. , que son cruciales para comprender cómo progresa la enfermedad. Además, también son muy útiles para la investigación de nuevos medicamentos.

Ahora, cuando los combinamos con inteligencia artificial, se crea una asociación súper interesante en la investigación computacional. Esta unión no sólo mejora lo que sabemos sobre las enfermedades neurológicas, sino que también indica que estamos entrando en una fase muy interesante en la tecnología de aprendizaje automático. Teniendo esto en cuenta, investigadores de Universidad de Indiana Bloomington (UIB), en Estados Unidos, logró una gran hazaña al cultivar un organoide cerebral a partir de células madre y combinarlo precisamente con inteligencia artificial.

Inicialmente con una tasa de precisión del 51%, esta sería una computadora cyborg creada y llamada cerebro, demostró un progreso constante en las pruebas y logró una precisión del 78%, especialmente después de un entrenamiento riguroso. Básicamente, estos resultados indican que la computadora con IA puede tener la capacidad de aprender y adaptarse cuando se estimula eléctricamente. Se sugiere que su capacidad está asociada con la plasticidad neuronal, una propiedad que resalta la capacidad de las neuronas para reorganizarse en respuesta a una experiencia o lesión, lo cual es una característica deseable para los dispositivos informáticos.

Aplicación en la práctica

Pero, ¿cómo sucedió todo en la práctica? Para fines de prueba, el cerebro fue sometido a una tarea de reconocimiento de voz y desafiado a identificar sonidos. Con 240 fragmentos de audio de ocho hablantes que pronunciaban vocales japonesas, respondió, y se entrenó una inteligencia artificial para predecir al hablante basándose en señales neuronales del organoide cerebral.

Además de su destreza en el reconocimiento de voz, también tuvo el desafío de predecir el Mapa en Hénon, un modelo matemático conocido por ser un poco confuso. Sorprendentemente, el desempeño de cerebro Era incluso mejor que la técnica tradicional de regresión lineal, que se utiliza para hacer predicciones basadas en información conocida. Para evaluar sus propiedades físicas generales se llevaron a cabo otras pruebas, incluido el procesamiento de información espacial y la memoria transitoria. Se hicieron analizando la respuesta de las ONN (redes neuronales artificiales) a estímulos de pulso con diferentes tiempos y voltajes, lo que destacó una enorme versatilidad.

Además, la computadora con IA también formaba parte de un modelo informático compuesto por capas de entrada, un depósito y una capa de salida. Los científicos construyeron este modelo colocando el organoide cerebral (que sería un “minicerebro” hecho de células madre humanas) en una matriz llena de electrodos. Funcionó como centro de procesamiento, mostrando diferentes células cerebrales y actividad eléctrica. La capa de entrada envió señales al organoide, que transformó la información temporal en patrones eléctricos con el tiempo.

Resultados

En desafíos más complejos, el cerebro Superó los métodos conocidos anteriormente y demostró su dependencia vital del organoide. La falta de él resultó en una puntuación de cero en el análisis de regresión, lo que destacó la importancia crítica de la contribución del organoide al funcionamiento eficiente del sistema. La remodelación de la conectividad funcional durante el entrenamiento también indicó claramente la instigación del aprendizaje no supervisado. Esto significa que, durante el entrenamiento, las conexiones entre diferentes partes del minicerebro (organoide) fueron alteradas, lo que indica que el proceso de entrenamiento estaba desencadenando una forma de aprendizaje donde el sistema se ajusta por sí solo, sin supervisión directa de cada individuo específico. cambiar. Esta capacidad de adaptación es una característica interesante en el contexto del estudio.

Sin embargo, es importante resaltar que a pesar de los avances prometedores, el enfoque humano-computador aún enfrenta desafíos importantes, como era de esperarse, después de todo, todavía estamos en la fase de descubrimiento de la inteligencia artificial. La generación y mantenimiento de organoides, el consumo de energía por parte de periféricos, el uso de matrices multielectrodos planas y rígidas y la falta de herramientas eficientes de gestión de datos representan obstáculos a superar.

Aún así, dado este escenario, vemos un futuro en el que se podrán desarrollar sistemas personalizados y eficientes, inspirados en el cerebro. Con interfaces cerebro-máquina avanzadas y software de gestión de datos mejorado, la expectativa es lograr una mayor aplicabilidad y precisión, dando forma así a la próxima generación de tecnologías de inteligencia artificial.

La IA con células cerebrales puede interpretarse como el punto de partida para el desarrollo de redes bioinformáticas más avanzadas y mucho más innovadoras.

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Fontes: Librepensar, Labiotecnología

Revisado por Glaucón Vital en 29 / 1 / 24.