¿Cómo de cerca estamos de construir un cerebro tecnológico?

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En sólo 1.400 gramos de cerebro albergamos entre 10.000 millones y 100.000 millones de neuronas (tantas como el número de estrellas de nuestra galaxia). Cada neurona establece entre 5.000 y 50.000 conexiones con sus células vecinas. Lo cual equivale a construir una red neuronal intercomunicada por 100.000.000.000.000 conexiones. Como escribió el entomólogo Edward O. Wilson: “El cerebro humano es el objeto más complejo conocido en el universo, conocido por él mismo, se entiende”.

Habida cuenta de estas cifras, ¿sería posible crear un cerebro electrónico que imitara perfectamente a un cerebro humano o que, incluso, ofreciera un rendimiento superior?

La primera idea de cerebro artificial

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La primera persona que imaginó una máquina abstracta que reordena símbolos en función de un programa almacenado fue el matemático inglés Alan Turing, célebre por su ayuda a la hora de descifrar los códigos alemanes “Enigma” y “Fish”, lo que probablemente acortó la Segunda Guerra Mundial en varios años.

Con todo, el primer ordenador multiusos auténtico fue imaginado por el ingeniero británico Charles Babbage en 1837, que jamás se llegó a construir en su época, pero que tuvo un diseño que actualmente se ha podido comprobar que funciona.

Tras los actuales avances en computación, pues, imaginar la construcción de un ordenador que funcionara como un cerebro humano pudiera parecer un objetivo fácilmente alcanzable. No obstante, las cosas no son tan sencillas.

Puertas lógicas

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Las neuronas se comparan a menudo con las puertas lógicas de un ordenador. Una puerta lógica, fabricada con transistores, puede cablearse con otras puertas lógicas a fin de concebir un circuito que, por ejemplo, sume dos números.

Sin embargo, una puerta lógica solo tiene dos entradas eléctricas y retorna una señal que depende de la corriente eléctrica que fluye en esas dos entradas. Una neurona, por el contrario, puede tener diez mil o más entradas dendríticas, y retornar una señal que depende de la interrelación compleja de todas esas entradas eléctricas y de numerosos neurotransmisores y receptores en la sinapsis de la célula nerviosa.

O dicho de un modo más resumido: cada neurona es, en realidad, como un ordenador en sí mismo, y en nuestra cabeza hay 100.000 millones.

Por si fuera poco, el cerebro funciona con apenas 20 vatios de potencia, el equivalente a una bombilla eléctrica poco brillante. Un superordenador capaz de un volumen similar de cálculos necesita unos 200.000 vatios, es decir, resulta diez mil veces menos eficiente en términos de consumo energético.

Aún debemos añadir otro handicap a la idea de construir artificialmente un cerebro: como ha señalado el experto en inteligencia artificial Marvin Minsky en su libro La sociedad de la mente, el cerebro nunca deja de reconstruirse y recablearse: “Las principales actividades de los cerebros consisten en hacer cambios en ellos mismos”. Por ejemplo, cada vez que aprende una habilidad nueva, fortalece las dendritas que conectan con neuronas que controlan los músculos necesarios. Tal y como escribe Marcus Chown en su libro El universo en tu bolsillo:

El cerebro es un ordenador, sí, pero de una clase ciertamente asombrosa. Mientras que un ordenador convencional con base de silicio realiza una tarea con arreglo al programa que le ha introducido un ser humano, el cerebro no tiene ningún programador externo. Es un ordenador que se programa a sí mismo.

Crecimiento computacional

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Todavía no disponemos de una definición inequívoca de inteligencia, y tampoco sabemos cómo imitar el funcionamiento de un cerebro debido a su endiablada complejidad (si bien ya se está intentando a través de grandes proyectos), así que de momento debemos conformarnos con alcanzar el número de operaciones por segundo que es capaz de realizar un cerebro humano.

En 1965, Gordon Moore, uno de los fundadores del fabricante de circuitos integrados Intel, afirmó que la potencia computacional disponible a un precio dado (o el número de transistores por chip) parece duplicarse aproximadamente cada dieciocho meses. Esta progresión se ha ido cumpliendo década tras década, de modo que la afirmación ya ha adquirido el estatus de ley, la ley de Moore.

Y actualmente estamos a punto de alcanzar el número de operaciones por segundo de un cerebro humano.

Con todo, hay límites físicos imposibles de soslayar. Por ejemplo, la cantidad de energía disponible. Como escribe Marcus Chown en su libro El universo en tu bolsillo:

Los portátiles de hoy en día son así de lentos porque utilizan únicamente la energía eléctrica de los transistores. Pero esa energía se queda en nada comparada con la energía que está encerrada en la masa del ordenador y que, de momento, se usa solamente de armazón para mantener la estabilidad del conjunto del dispositivo. El portátil definitivo sería aquel que dedicara toda su energía disponible al procesado de operaciones y no dejara ninguna en su masa.

Sin embargo, alcanzar a construir un ordenador semejante llevaría aparejado un problema bastante gravoso: el ordenador dejaría de ser una máquina como la que todos conocemos para convertirse en una bola de luz de mil millones de grados de temperatura.

Un futuro quizá no tan utópico

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Hay muchas personas trabajando para lograr concebir un ordenador que sea tan potente como un cerebro humano. Henry Markram es uno de ellos. En 2008, este neurocientífico había conseguido recrear un modelo de la neocorteza del cerebro de una rata: el Blue Gene de IBM, que realiza 23.000 millones de operaciones por segundo. Esto supone el 4% de la capacidad del cerebro humano.

Blue Gene utilizó 147.456 procesadores, cada uno de ellos con una capacidad equivalente a la que posee un ordenador convencional. Pero es solo el principio. El Proyecto Cerebro Humano aspira a simular las casi 100.000 neuronas del cerebro y sus mil billones de conexiones que las vinculan. Paralelamente se está llevando a cabo el Proyecto Conectoma, que mapeará todas las conexiones neuronales. En el proyecto trabajan miles de científicos.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Sassari ya ha desarrollado, de hecho, un modelo cognitivo del cerebro humano, compuesto de dos millones de neuronas artificiales interconectadas, capaces de aprender a comunicarse mediante el lenguaje humano a partir de un estado de ‘tabula rasa’, solo a través de la comunicación con un interlocutor humano. Esta investigación arrojará luz sobre los procesos neuronales que subyacen en el desarrollo del lenguaje.

Y no son los únicos proyectos: parece que existe cierto optimismo a la hora de lograr la hazaña de construir el primer cerebro electrónico equiparable al humano (o al menos su equivalente en operaciones por segundo), pues solo en 2012 más de 630 compañías públicas y privadas en Estados Unidos participaron en la industria neurotecnológica, y en solo un año se publicaron 60.000 artículos de investigación sobre neurociencias. Si sigue cumpliéndose la ley de Moore, en 2025 un simple ordenador de 800 euros tendrá la misma capacidad de computación que un cerebro humano.

Y en 2045, si sigue cumpliéndose la ley de Moore, ese ordenador tendrá la misma capacidad de computación que todo el conjunto de la humanidad (en ese año, alrededor de 9.000 millones de personas).

Como hemos visto, el número de operaciones por segundo es solo uno de los requisitos, de tantos otros, para simular un cerebro humano, pero al igual que Deeper Blue venció a Kasparov en una partida de ajedrez (y eso ocurrió en 1997), lo que hará un ordenador millones de veces más potente probablemente alcanzará finisterres totalmente inesperados para la especie humana.

Imágenes | Pixabay

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