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Ciencias

Mecanismo semejante al cerebro humano imita el aprendizaje asociativo

Frida Bonilla

Se crea un mecanismo similar al proceso de sinapsis biológico del cerebro, el cual nos permite entender el proceso de aprendizaje asociativo tanto del ser humano como el de otras especies. 

El aprendizaje asociativo es el proceso mediante el cual los seres humanos y todos los seres vivos logran crear una asociación o vinculación entre dos o más fenómenos, de tal manera que aprenden y ocean reaccionar a dicho vínculo.

Investigadores integrantes de la universidad de Northwestern y la universidad de Hong Kong, lograron diseñar y desarrollar un mecanismo informático capaz de aprender mediante el proceso de asociación, incluyendo almacenamiento y capacidad de memoria. El innovador dispositivo imita la sinapsis (forma en la que se comunican y organizan las neuronas, y las divisiones del sistema nervioso), para permitir construir memorias que crean aprendizajes nuevos con el paso del tiempo. 

Para la realización de este dispositivo, los investigadores utilizaron transistores sinápticos (químicos electromagnéticos), para lograr almacenar y procesar de manera simultánea la información que se recibe. Al hacer la conexión de los transistores a un circuito neuromórfico, se pudo comprobar que el dispositivo simula el aprendizaje de manera exitosa.  

Un ejemplo conocido son los canes de Pavlov (Pavlov es uno de los grandes pioneros de la biología básica del aprendizaje), ya que analizando el aprendizaje asociativo de estos, notaron que al ponerles alimento estos salivaban. Lo que Pavlov hacía era que cada vez que les pusiera alimento sonaba una campana, de forma que cuando el can la escuchaba la lograba asociar con alimento y salivaba, poniendo así a prueba su aprendizaje asociativo, con el alimento y la campana. 

Para adaptar el circuito en el que los canes de Pavlov estaban siendo puestos a prueba, utilizaron luces LED, comida y una campana, para así aplicarles “presión”. El circuito fue acondicionado con polímeros blandos (macromoléculas químicas), capaces de constituir dispositivos electrónicos, robótica inteligente e incluso dispositivos que podrían ser implantables para la medicina.

Después del primer ciclo de entrenamiento, el circuito logró realizar una conexión entre la luz y la presión. Luego de que desarrollaron cinco ciclos más, el circuito asoció las dos de forma exitosa. La luz, por sí sola, tuvo la suficiencia de disparar una señal.

Según Jonathan Rivnav, lo que se ha logrado conseguir es gracias a la plasticidad con la que cuenta la sinapsis del cerebro. El tipo de sinapsis que fue creada por medio de los experimentos logra permitir que el cerebro trabaje en paralelo, tolerando algunas anormalidades y reaccionado de manera más eficiente, desde un punto de vista energético. El éxito obtenido se debe principalmente al logro de la creación del transistor plástico y orgánico que plasma de manera casi idéntica las funciones esenciales de una sinapsis biológica. Los sistemas informáticos que se emplearon para el proceso separan de manera física a la memoria y la lógica, y son capaces de realizar cualquier tarea, pero el equipo debe recuperar información de una unidad de memoria. 

El reciente transistor y el circuito podrían lograr superar las limitaciones de la informática tradicional, incluyendo el hardware el cual utiliza energía y su capacidad limitada para ejecutar las múltiples tareas al mismo tiempo. Así mismo, contaría con mayor tolerancia a los fallos, al continuar trabajando sin problemas incluso cuando algunos de sus componentes tuviera algún defecto.

Los expertos mencionan que, aunque la computadora moderna es extraordinaria, el cerebro humano no deja de ser sobresaliente en distintas tareas con cierto grado de complejidad y no del todo bien organizadas, como el registro de patrones, la incorporación multisensorial y el control motor, entre otras relevantes e importantes funciones. 

Bibliografía:

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