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ZAPPING 0162, 27-feb-2003

La rata cyborg

Foto de Georgia Tech Laboratory for Neuroengineering

El Hybrot, como lo llama su diseñador, Steve Potter, se mueve controlado por los impulsos de una red de neuronas que fueron seleccionadas de embriones de rata e instaladas sobre un chip de silicio... lo que lo califica como un verdadero cyborg. Es la primera vez que alguien utiliza neuronas cultivadas para controlar un mecanismo robótico.

Es posible que las células cerebrales de rata que mueven este nuevo robot ayuden a lograr mejores chips para computadoras.

En una de sus pruebas, el robot, del tamaño de un jarro de café, se desliza por una mesa redonda, siguiendo un camino aparentemente caótico. Aunque los movimientos del hybrot (nombre que proviene de las parlabras hybrid —híbrido— y robot) pueden parecer muy faltos de gracia, hay que tener en cuenta que son guiados a distancia por una red neural biológica, en una experiencia que pretende ganar conocimientos que permitan la fabricación de chips de computadora modelados en base a sistemas biológicos e, incluso, la incorporación de componentes biológicos en computadoras.

Tales máquinas podrán, algún día, aprender, repararse a sí mismas y realizar algunas tareas, tales como tomar datos por dictado, que hoy son apenas funcionales en los sistemas digitales binarios.

Steve Potter es profesor de ingeniería biomédica en el Institute of Technology de Georgia, Estados Unidos. Él piensa que de estas redes de neuronas conectadas con chips surgirá un nuevo mundo de conocimientos y propiedades emergentes que hoy ignoramos.

En su experimento, Potter coloca una gota de solución que contiene miles de neuronas de rata sobre un chip de silicio que posee sesenta electrodos conectados a un amplificador. Las señales eléctricas que intercambian las células entre sí son tomadas por estos contactos, que mandan la señal amplificada a una computadora. La computadora se ocupa de enviar los datos al robot por vía inalámbrica.

El robot manifiesta su actividad neuronal con movimiento físico. Cada uno de los movimientos es resultado de la comunicación de las neuronas entre sí. Y el robot manda información de regreso a las células. Equipado con sensores de luz, el robot obtiene datos de sus posición sobre la mesa gracias a unas señales infrarrojas alineadas en los bordes.

Estos datos de proximidad se envían de regreso a la computadora y de allí a las células neuronales, como pulsos eléctricos. Por un lado, se registra la actividad de las células y se la utiliza para controlar los motores del robot, y por el otro, se toma información sensorial del robot y se la traslada como estímulo para las células. La realimentación lleva menos de un segundo. Como dice el investigador, pusieron las células en un plato y luego les volvieron a dar un cuerpo.

Potter registra las formas de las señales neurales a lo largo de grandes períodos. Está buscando evidencia de que las células están aprendiendo de la realimentación, y ha notado que, de hecho, algunos estímulos producen cambios en las células cerebrales, cambios que permanecen por varios días.

Según dice Rolf Pfeifer, profesor de ciencias de la computación de la Universidad de Zurich, Suiza, este trabajo puede tener implicaciones para la contrucción de sistemas de computación autorreparables. "El sustrato neural —dice— tiene la habilidad de autorrepararse y una enorme plasticidad, algo que se echa de menos en los sistemas tecnológicos estándar. Por lo tanto me imagino que si se desea tener programas de computadora en los que algunos aspectos requieran verdaderamente un comportamiento adaptativo, uno debería ser capaz de combinar sustratos biológicos con tecnología estándar."

Un profesor de ingeniería eléctrica de Georgia Tech, Steven DeWeerth, ya está utilizando los conocimientos obtenidos por Potter para fabricar circuitos sobre silicio, aunque su trabajo aún es preliminar. Potter cree que el conocimiento logrado puede llevar a avances en chips asincrónicos, que no necesitarán un pulso de reloj.

Por ahora, Potter sigue estudiando la relación simbiótica entre sus neuronas cultivadas y el hybrot. Es posible que en poco tiempo estas redes vivas lleven al desarrollo de ideas que los diseñadores de computadoras no puedan ignorar.

Más información:
Rat-Brained Robot

(Traducido y adaptado por Eduardo J. Carletti de Technology Review y otros sitios en Internet.)


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