Los científicos simulan el cerebro de un gusano en un robot LEGO, lo que demuestra un gran avance en el mapeo neuronal

• Los científicos colocaron el cerebro de una lombriz intestinal (Caenorhabditis elegans) en un robot Lego. 
• Mapearon las conexiones entre las 302 neuronas del gusano y las simularon en un software. 
• La dirección IP y el número de puerto se utilizan para direccionar cada neurona.

El cerebro es mucho más que una simple colección de señales eléctricas. Si los humanos pueden aprender a almacenar esas señales sin distorsionarlas, podríamos cargar el cerebro de alguien en una computadora, haciéndolo vivir para siempre en una forma de conciencia digital, como en la película de Hollywood Transcendence.

Los investigadores no están ni cerca de lograr tal hazaña, al menos con cerebros humanos, pero han logrado algunos hitos en el pasado. Por ejemplo, un equipo de investigación internacional logró colocar el cerebro de un gusano redondo en un cuerpo robótico de Lego.

El gusano redondo que han utilizado es Caenorhabditis elegans, un nematodo transparente de vida libre, de aproximadamente 1 milímetro de largo. Vive en ambientes de suelos templados y carece de sistema respiratorio y circulatorio. Sus genes y sistemas nerviosos han sido estudiados varias veces.

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Integrando un gusano en un robot

En 2014, el proyecto OpenWorm mapeó las conexiones entre 302 neuronas del gusano y las simuló en un software. Luego implementaron el programa de software en un pequeño robot Lego. El objetivo principal era simular completamente el Caenorhabditis elegans como un organismo virtual.

Las partes del cuerpo del gusano y la red neuronal tienen equivalentes de LegoBot:las neuronas de la nariz del gusano fueron reemplazadas por un sensor de sonar en el robot. Las neuronas motoras que recorren ambos lados del gusano corresponden a motores a la derecha e izquierda del robot. En general, el robot se comporta de forma muy similar a Caenorhabditis elegans.

La simulación no es 100 por ciento precisa:algunos parámetros del software requieren que se active una neurona. Sin embargo, el trabajo que han realizado es más que impresionante teniendo en cuenta que el robot no se ejecuta con ningún comando o instrucción programada. Lo único que contiene es una red de conexiones que imitan el cerebro del gusano.

Más específicamente, el modelo es preciso en sus conexiones y utiliza paquetes UDP para activar neuronas. Si 2 neuronas tienen 3 conexiones sinápticas, por ejemplo, cuando la primera neurona se activa, se transmite un paquete UDP a la segunda neurona con la carga útil "3".

Fuente:Yo Programador

Los investigadores han utilizado la dirección IP y el número de puerto para abordar cada neurona. Toda la neurona agrega los pesos y se activa si excede un valor umbral. El acumulador se reinicia si las neuronas se activan o si no llega ningún mensaje dentro de un período de 200 milisegundos. Esto es algo similar a lo que sucede en las redes neuronales reales.

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Los sensores conectados al robot Lego se muestrean cada 100 milisegundos. Está conectado como la nariz del gusano y, si algo se acerca a una distancia de 20 centímetros, envía neuronas sensoriales a las redes.

El mismo concepto se aplica a las 95 neuronas motoras, y las señales motoras se recopilan y utilizan para controlar el movimiento y la velocidad de cada motor. Estas neuronas motoras pueden ser inhibidoras o excitadoras, y se utilizan positivas y negativas.

El proyecto OpenWorm

El proyecto OpenWorm continúa hasta el día de hoy, realizando mejoras en simulaciones y visualizaciones. Están explorando el desarrollo de gusanos y se centran en el proceso de desarrollo de nematodos y otras formas de vida mediante análisis de datos y simulación.

Han desarrollado un nuevo enfoque interactivo para jugar con gusanos en el navegador, una plataforma plug-and-play llamada Geppetto. Además, están utilizando técnicas de optimización como algoritmos genéticos para modificar y afinar los modelos para que se ajusten a datos experimentales de observaciones celulares reales.

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El siguiente paso es conectar el cerebro humano, algo conocido como conectoma. Incluso si no podemos cargar cerebros humanos en computadoras en un futuro cercano, el simple hecho de poder simular un cerebro completo ayudaría a revolucionar la inteligencia artificial. Y si algún día pudiéramos alcanzar este hito, las aplicaciones y oportunidades serían tan amplias que no podemos imaginarlas en la actualidad.