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13 enero 2014

¿Sabes cómo se construye un cerebro ‘en conserva’?

Cyborg | Inteligencia artificial | Internet | Internet de las cosas
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Las neuronas cultivadas/criadas en laboratorio, en una red de electrodos no invasivos, son una atractiva alternativa con la que establecer un nuevo modo de controlar a un robot. Una plataforma de control experimental, fundamentalmente un cuerpo de robot, podría desplazarse por una zona definida simplemente bajo el control de una red/cerebro similar y los efectos del cerebro, que controla al cuerpo, podrían atestiguarse. No cabe duda de que lo más interesante reside en la perspectiva robótica, aunque también se establece un nuevo enfoque para el estudio del desarrollo del cerebro en sí, por su materialización sensorial y motora. En este sentido, podrían llevarse a cabo investigaciones orientadas hacia la formación de la memoria y las situaciones de recompensa/castigo, que son los elementos que apuntalan el funcionamiento básico de un cerebro.

Las redes de cultivo in vitro de células cerebrales (de 100 000 a 150 000 en la actualidad) se inician normalmente separando las neuronas obtenidas de tejido cortical de los fetos de roedores. Estas se cultivan después en cámaras especiales en las que es posible recrear condiciones medioambientales adecuadas (por ejemplo, con la temperatura apropiada) y con los nutrientes adecuados. Una red de electrodos incrustada en la base de la cámara (una red de varios electrodos o MEA en sus siglas en inglés) actúa como interfaz eléctrica bidireccional hacia y desde el cultivo. Esto permite enviar señales eléctricas para estimular el cultivo y también registrar los resultados del cultivo. En estos cultivos, las neuronas se conectan, se comunican y se desarrollan espontáneamente en pocas semanas, dando respuestas útiles durante un periodo que en la actualidad se sitúa en torno a los tres meses. A todos los efectos ¡es algo así como un cerebro en conserva!

Las neuronas se conectan, se comunican y se desarrollan espontáneamente en pocas semanas

De hecho, el cerebro se cultiva en una cámara de tarros de cristal alineada con una red plana de varios electrodos (MEA), con un tamaño de 8 x 8, que puede emplearse para hacer registros en tiempo real. En este sentido, es posible separar la activación de pequeños grupos de neuronas mediante el control de las señales de salida en los electrodos. De este modo, puede formarse una imagen de la actividad global de toda la red. También es posible simular eléctricamente el cultivo a través de cualquiera de los electrodos para inducir la actividad neuronal. Una red de varios electrodos constituye por lo tanto una interfaz bidireccional con neuronas cultivadas (Chiappalone et al. 2007; DeMarse et al. 2001).

Lee más sobre este tema en el artículo completo de Kevin Warvick “El futuro de la inteligencia artificial y la cibernética”.

Por Kevin Warwick

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