Imita el comportamiento de una sinapsis, componente esencial del cerebro, responsable de transmitir señales entre neuronas, con bajo consumo.
Durante décadas, los científicos intentaron fabricar las primeras computadoras. buscando inspiración en el cerebro humano. Con el tiempo, la tecnología sustituyó la barrera biológica, creando ordenadores que incluso superaban a los humanos, pero con una carga energética mucho mayor. Ahora, la ciencia vuelve a mirar al pasado. Físicos teóricos de la Universidad de Utrecht, junto con físicos experimentales de la Universidad Sogang de Corea del Sur, han conseguido fabricar una sinapsis artificial que funciona con agua y sal, es decir, con el mismo combustible que utiliza nuestro cerebro para procesar información compleja.
Hasta ahora habíamos logrado crear computadoras similares a cerebros que se alejaron del procesamiento binario tradicional hacia métodos analógicos similares a los humanos. Sin embargo, aunque nuestro cerebro funciona utilizando agua y partículas de sal, llamadas iones, La mayoría de las computadoras actuales se basan en materiales sólidos convencionales.
Replicar el funcionamiento del cerebro mediante la adopción de las mismas herramientas se ha convertido en el principal objetivo de la llamada computación neuromórfica iontrónica. Ahora los científicos han demostrado por primera vez que un sistema dependiente de agua y sal es capaz de procesar información compleja. Los resultados acaban de publicarse en la revista científica. Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
El elemento central de este descubrimiento es un pequeño dispositivo, 150 por 200 micrómetros (un micrómetro es una milésima de milímetro), que imita el comportamiento de una sinapsis, un componente esencial del cerebro, responsable de transmitir señales entre neuronas.
«Estamos replicando el comportamiento neuronal mediante un sistema que utiliza el mismo medio que el cerebro», apunta. Tim Kamsmaprofesor del Instituto de Física Teórica y del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Utrecht y autor principal del estudio.
El dispositivo, desarrollado por científicos en Corea, y llamado memristor iontrónico, consiste en un microcanal en forma de cono lleno de una solución de agua y sal. Al recibir impulsos eléctricos, los iones dentro del líquido migran a través del canal, lo que provoca alteraciones en la concentración de iones. Dependiendo de la intensidad (o duración) del impulso, se ajusta la conductividad del canal, reflejando el fortalecimiento o debilitamiento de las conexiones entre neuronas. «La posibilidad de adaptar los canales para retener y procesar información en diferentes momentos es similar a los mecanismos sinápticos observados en nuestro cerebro», explica Kamsma.
La génesis de este descubrimiento se remonta a una idea concebida por Kamsma, que comenzó a trabajar con un grupo de investigación surcoreano: «Acogieron mi teoría con gran entusiasmo y rápidamente comenzaron a realizar trabajos experimentales basados en ella». Asombrosamente, Los hallazgos se materializaron en sólo tres meses.siguiendo las predicciones esbozadas en el marco teórico de Kamsma: «Es increíblemente gratificante presenciar la transición de conjeturas teóricas a resultados tangibles en el mundo real».
Kamsma subraya la naturaleza fundamental de la investigación y destaca que la computación neuromórfica iontrónica, si bien está experimentando un rápido crecimiento, todavía está en su infancia.
El resultado esperado es un sistema informático muy superior en eficiencia y consumo energético respecto a la tecnología actual. «Representa un avance crucial hacia computadoras capaces no sólo de imitar los patrones de comunicación del cerebro humano sino también de utilizar el mismo medio. Quizás, en última instancia, allane el camino para sistemas informáticos que reproduzcan más fielmente las extraordinarias capacidades del cerebro humano. «