Cultivo de Cerebro

Profesor de ingeniería Biomedica de la Universidad de Florida ha "cultivado" un cerebro vivo que puede manejar un avión simulado, dando a los científicos una nueva forma de observar cómo las células cerebrales funcionan como red.

El "cerebro" consiste en una colección de 25.000 neuronas vivas que fueron extraidas del cerebro de un ratón y cultivadas dentro de un plato de Petri. Nada más ser extraídas y colocadas en el cultivo, las células comenzaron rápidamente a desarrollar conexiones entre ellas. Esta red neuronal viva se comunica con el exterior a través de 60 electrodos ubicados en el inferior del recipiente, interactuando con un simulador de un F-22 instalado en un ordenador de escritorio normal. El experimento permite a los científicos tener una visión única de cómo funciona el cerebro en tiempo real, a un nivel de complejidad manejable.

Se espera que este tipo de observaciones permitan a los cientificos entender qué es lo que causa los transtornos neurológicos tales como la epilepisa, y desarrollar sistemas no invasivos para su tratamiento. Como ordenadores vivientes además, en el futuro sistemas similares podrían ser utilizados para pilotar aviones no tripulados o manejar tareas demasiado peligrosas para un ser humano, como por ejemplo misiones de búsqueda y rescate o tareas de evaluación de daños tras explosiones.

"Estamos interesados en cómo los cerebros computan", indicó Thomas DeMarse - el profesor de ingeniería biomédica de la Universidad de Florida que diseñó el estudio. "Si piensas acerca del cerebro, los procesos de aprendizaje y la memoria - yo puedo hacer preguntas acerca de lo que hacías a los 5 años de edad y tú puedes extraer información acerca de esto. Esto es una tremenda capacidad de memorización. De hecho, todos hacemos tareas muy sencillas que pensamos que un ordenador sería fácilmente capaz de hacer, pero en realidad no es así". "Mientras que los ordenadores son muy rápidos a la hora de procesar algunos tipos de información, no se pueden aproximar a la flexibilidad del cerebro humano", señala DeMarse. "En concreto, los cerebros pueden hacer ciertos cálculos con relativa facilidad, como por ejemplo reconocer una pieza de mobiliario desconocida sin problemas - algo que es tremendamente dificil para un ordenador." "Si pudiésemos extraer las reglas de funcionamiento de las redes neuronales reales, podríamos aplicarlas para crear nuevas formas de computación".

Cuando DeMarse colocó las neuronas en el plato, inicialmente tenían el aspecto de pequeños granos de arena dispersados en agua. Sin embargo, las neuronas individuales rápidamente comenzaron a extender líneas microscópicas entre sí, haciendo conexiones que representan procesos neuronales.

Para controlar el simulador, las neuronas primero reciben información del ordenador acerca de las condiciones de vuelo - si el avión está volando derecho o si está inclinado a la izquierda o a la derecha. Posteriormente las neuronas analizan los datos y responen creando señales que son enviadas a los controles del avión. Estas señales alteran el rumbo del avión y causan que nueva información sea enviada a las neuronas, provocando un ciclo de realimentación. La red neuronal poco a poco aprende a dominar el avión y en la fase estable del experimento, es capaz de controlarlo tanto en condiciones de cielo despejado como en situaciones de turbulencias y tormentas.