Un dispositivo computacional orgánico con múltiples cerebros interconectados - principal


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Un grupo de científicos del Centro Médico de la Universidad de Duke, dirigido por el neurobiólogo Miguel Nicolelis, ha logrado lo que podría parecer imposible. A este logro lo han bautizado como Brainet, y se trata de una red compuesta por el cerebro de un grupo de monos, y en otro experimento de cuatro ratas

El equipo demuestra los avances en la interconexión de varios cerebros para resolver una tarea. Imagine un futuro en el que usted y varios miembros de su equipo de trabajo se conectan a una red mediante un lector de señal cerebral y colaboran para resolver una tarea. Este escenario de ciencia ficción está un pasito más cerca gracias al doble trabajo presentado esta semana por el neurocientífico de origen brasileño Miguel Nicolelis, en el que demuestra que monitorizando e interconectando la actividad cerebral de monos y ratas su equipo es capaz de que la suma de esfuerzos obtenga mejores resultados que los individuos.

Todo gracias al papel de los brainets. Como argumenta el principal autor y coordinador de los dos estudios publicados esta semana en la revista Scientific Reports, Miguel Nicolelis, “son redes formadas por múltiples cerebros animales que intercambian información en tiempo real mediante interfaces introducidos en sus cerebros”.

Ambas líneas de investigación del “grupo de Miguel Nicolelis, uno de los pioneros en este campo, son muy interesantes ya que introducen un nuevo paradigma en el campo de las interfaces “cerebro-computador” o “cerebro-máquina”, que implica la posibilidad de utilizar simultáneamente la actividad del cerebro de varios animales para realizar una tarea concreta”, apunta Eduardo Fernández, del grupo de neuroingeniería biomédica de la Universidad Miguel Hernández de Alicante.

Con la implantación de microelectrodos en sus cortezas motoras y somatosensoriales (una parte del cerebro que se encuentra relacionada con el procesamiento de la información del tacto, de la posición del cuerpo, etc) se registraba simultáneamente y en tiempo real la actividad eléctrica extracelular que generaban las neuronas corticales. Esta información se intercambiaba entre las cortezas somatosensoriales del resto de los animales. La comunicación incluye datos táctiles, sobre la predicción del tiempo, el procesamiento de imágenes…

Tal es el potencial, señalan los responsables de la investigación, que “proponemos el uso de los brainets para investigar las bases neurofisiológicas de las interacciones sociales de los animales y el comportamiento del grupo”.

Desde que estos investigadores propusieron hace varios años la posibilidad de poner en marcha interfaces en varios cerebros que se comunican entre sí, otros trabajos han probado la transmisión de información entre roedores, entre un humano y un roedor, y entre seres humanos. Nicolelis y su equipo ha demostrado que incluso entre tres monos y entre cuatro roedores, esta red de conexión eléctrica permite llevar a cabo tareas motoras en colaboración, como los movimientos en 3D del brazo de un avatar virtual en una pantalla digital localizada frente a ellos.

En el caso de los monos, por ejemplo, cada uno producía desplazamientos en subespacios (XY, YZ o XZ). Con el entrenamiento a largo plazo se observó una mayor coordinación del comportamiento y “aumentamos las correlaciones en la actividad neuronal entre los diferentes cerebros”, explica el artículo. Es decir, los brainets logran integrar los cerebros de varios animales para lograr una meta común”. Y aún más: “estas redes cerebrales podrían superar incluso el rendimiento individual del cerebro”. Una hipótesis que se comprobó en ambos estudios, tanto en los monos como en los roedores.

En el trabajo de las ratas, señala Fernández al comentar el estudio, “los investigadores demuestran que sus cerebros son capaces de colaborar para resolver tareas concretas, funcionando como una especie de red neuronal única y sugieren que este nuevo tipo de procesamiento, que implica la utilización de manera simultánea y conjunta del cerebro de varios animales, es capaz de resolver problemas complejos a nivel computacional, relacionados por ejemplo con el procesamiento de imagen, tareas de clasificación, etc.

Los interfaces que logran la transferencia de información entre los cerebros y un ordenador permiten a los animales utilizar sus señales cerebrales para controlar directamente los movimientos de dispositivos artificiales, como podrían ser brazos robóticos, exoesqueletos o avatares virtuales.

“Esta es la primera demostración del éxito de una interfaz cerebro-máquina compartida entre varios sujetos”, remarca Nicolelis, del Centro de Neuroingeniería en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke. “Prevemos que pronto podría trasladarse a la práctica clínica”. De hecho, este equipo está trabajando actualmente en el diseño de un brainet humano no invasivo para el entrenamiento neuro-rehabilitador para pacientes paralizados.

 


 

La optimista visión de este estudio no lo sería tanto sin “el entrenamiento de los animales para aprender a sincronizar su actividad con otras ratas”, aclara Nicolelis. Además, tenían que estar totalmente despiertos, con la expectativa de ser recompensados por el desempeño correcto.

Por otro lado, y como habían propuesto los autores previamente, “los resultados pueden mejorarse aumentando el número de nodos en la red y el tamaño de conjuntos neuronales utilizados para procesar y transferir información”. Como expone el experto español, “actualmente estamos en una fase muy preliminar de este tipo de investigaciones”.

Publicación de origen: Building an organic computing device with multiple interconnected brains y Computing Arm Movements with a Monkey Brainet

Fuente: Varios medios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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