Samsung quiere «copiar y pegar» las conexiones neuronales de un cerebro a chips de memoria

Ingenieros de Samsung Electronics y científicos de la Universidad de Harvard, han publicado un artículo de investigación donde muestran su visión para que el mundo se acerque a la creación de chips neuromórficos que pueden imitar mejor el funcionamiento del cerebro.

La esencia de esta visión y lo que ha llamado la atención general de este desarrollo se resume con una función que usamos frecuentemente en informática: ‘copiar y pegar’. Claro qué, aquí hablamos de lo que hasta hace poco era de ciencia ficción: copiar el mapa de conexión neuronal del cerebro utilizando una matriz de nanoelectrodos.

La ingeniería inversa del cerebro imitando la estructura y función de las redes neuronales en un circuito integrado de silicio fue el objetivo original cuando surgió la ingeniería neuromórfica en la década de 1980. Un objetivo tan ambicioso que se quedó como una perspectiva muy, muy lejana. Y es que aún ahora, se sabe poco sobre cómo se conectan las gran cantidad de neuronas del cerbero.

Por ello el enfoque inicial se simplificado, con diseños que buscaban más la «inspiración» en el funcionamiento del cerebro y no su réplica directa. Firmas especializadas como Neurolink de Elon Musk ha optado por técnicas paralelas como la conexión de un cerebro a una computadora bajo «lazos neuronales« y con ello combatir enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer o parálisis por accidentes u otros.

Chips neuromórficos: vuelta a los orígenes

La idea de Samsung y Harvard va mucho más lejos y vuelve a los orígenes del cómputo neuromórfico, examinando los enfoques actuales de esta tecnología y proporcionando una visión que devuelve la electrónica neuromórfica a su objetivo original de realizar ingeniería inversa del cerebro.

A través de este enfoque de C&P, los autores creen que podrán diseñar un chip de memoria que se aproxime a los rasgos informáticos únicos de una «máquina» tan impresionante como es el cerebro: bajo consumo, sencillo aprendizaje, adaptación al entorno e incluso autonomía y cognición. Todos ellos están más allá del alcance de la tecnología actual.

El documento sugiere una forma de copiar el mapa de conexión neuronal del cerebro utilizando una matriz de nanoelectrodos innovadora y pegar este mapa en una red tridimensional de alta densidad de memorias de estado sólido, las mismas que usamos de manera cotidiana en productos como SSDs.

El mapa neuronal copiado se puede ‘pegar’ en una red de memorias no volátiles, como las memorias flash comerciales o en nuevas generaciones de memorias como las de acceso aleatorio resistivo (RRAM) programando cada memoria para que su conductancia represente la fuerza de cada conexión neuronal en el mapa copiado.

Una red de memorias no volátiles de este tipo especialmente diseñadas, podrán aprender y expresar el mapa de conexión neuronal cuando sean impulsadas por las señales registradas intracelularmente. Este es un esquema que descarga directamente el mapa de conexión neuronal del cerebro en el chip de memoria.

Dado que el cerebro humano tiene aproximadamente 100.000 millones de neuronas y mil veces más de conexiones sinápticas, podemos imaginar que los chips neuromórficos propuestos tendrán que tener centenares de billones de memorias. Ciencia ficción que esperemos esté a la altura real de la tecnología en unas décadas.