El cerebro humano sigue siendo una computadora mucho más poderosa que cualquier cosa que haya creado hasta ahora. No es de extrañar entonces que los ingenieros se hayan centrado recientemente en tratar de emular la estructura del cerebro con sinapsis artificiales. Ahora, un equipo de investigadores ha realizado un nuevo diseño de sinapsis artificial que funciona utilizando una técnica biotecnológica basada en la luz llamada optogénesis.
El campo de la optogénesis consiste en utilizar pulsos de luz para afectar el cambio en la actividad eléctrica de las células. Investigaciones pasadas han experimentado con el método para estudiar las neuronas en el cerebro, reajustar nuestros relojes biológicos, ajustar los umbrales de dolor e incluso corregir los latidos cardíacos peligrosamente irregulares.
El nuevo chip de computadora, desarrollado por investigadores del RMIT, la Universidad Nacional Australiana, la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad de Tecnología de Queensland, fue diseñado para funcionar sobre la base de principios optogenéticos y funcionar como el cerebro. Para ello utiliza luz de diferentes colores para escribir, procesar y borrar datos.
«Nuestro chip de inspiración óptica imita la biología fundamental del mejor ordenador de la naturaleza: el cerebro humano», dice Sumeet Walia, investigador principal del estudio. «Ser capaz de almacenar, borrar y procesar información es crítico para la computación, y el cerebro lo hace de manera extremadamente eficiente. «Podemos simular el enfoque neural del cerebro simplemente iluminando diferentes colores en nuestro chip.»
Se crea una fotocorriente en el chip usando luz, y cambiando el color cambia la dirección o polaridad. Hacer esto una y otra vez, en un cierto patrón, permite que la sinapsis artificial cree y rompa las conexiones entre los componentes, de manera similar a como las neuronas en el cerebro pasan mensajes para formar memorias.
El chip está construido con fósforo negro, un material semiconductor que está emergiendo como una parte potencialmente importante de la electrónica del futuro. Su utilidad a menudo puede verse disminuida por defectos naturales, pero en este caso los investigadores los utilizaron para su beneficio.
Los investigadores dicen que el chip podría ser utilizado en dispositivos electrónicos portátiles y ayuda a avanzar en dos campos de la informática: los dispositivos basados en la luz y los inspirados en el cerebro.
«Esta tecnología nos lleva más lejos en el camino hacia una informática basada en la luz rápida, eficiente y segura», dice Walia. «También nos acerca un paso importante hacia la realización de un cerebro biónico, un cerebro en un chip que puede aprender de su entorno como lo hacen los humanos».
