Todo el cerebro en una computadora portátil. Se ha creado una simulación pionera

Especialistas de la Universidad de California en Berkeley han completado el trabajo sobre un modelo único del cerebro de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Estos insectos son de tamaño pequeño, sin embargo. Sus cerebros ya son un gran desafío: 139.255 neuronas realizan 50 millones de conexiones. Todo se reúne en una simulación por ordenador pionera.

Todo el proceso tomó Un gran grupo de académicos de varias universidades por un período de hasta 10 años.. El mapa se creó a partir de 7.000 «rodajas» finas del cerebro de la fruta y se obtuvieron imágenes utilizando un microscopio electrónico. Un programa informático se encargó de identificar las células.

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Estructura y funcionamiento del cerebro en una computadora portátil.

El modelo no se limita a mostrar la estructura física del sistema nervioso central del insecto. Los científicos también han mapeado el funcionamiento del cerebro de la fruta. La simulación predice correctamente qué circuitos se activarán como resultado de la estimulación de los sentidos del gusto y el tacto.

Ésta es otra sorpresa. Los científicos no estaban seguros de si un conectoma, un mapa de conexiones de células nerviosas, también predeciría qué células estarían involucradas en el procesamiento de señales. Este método resultó eficaz y abrió la puerta a más investigaciones sobre cómo funciona el cerebro. Además, puedes ejecutarlo en una computadora portátil normal.

La siguiente animación muestra una simulación de cómo funciona el cerebro de una mosca en respuesta al contacto con una solución de glucosa en agua. El gusto estimulante hace que el insecto expanda su ventosa y comience a alimentarse. La simulación detrás del modelo de aprendizaje automático corresponde al comportamiento de un individuo vivo.

Asimismo, se logró simular el reflejo de acicalamiento cuando las antenas de un insecto reciben un estímulo táctil. Las moscas limpian sus antenas mediante este mecanismo.

Anteriormente, los mismos científicos habían preparado modelos de cerebros más simples, incluidos los de larvas de mosca de la fruta (3.016 neuronas). Sin embargo, no era tan bueno como el actual y por diversos motivos no fue posible desarrollar una simulación. Después de las moscas de la fruta, aparecerán los ratones, otro organismo que adoran los científicos. Con el tiempo, por supuesto, los científicos se esforzarán por imitar el cerebro humano, pero aún queda un largo camino por recorrer. Los patrones repetidos pueden ayudar a desarrollar una teoría unificada del cerebro.

Conectoma y simulación de la acción del organismo. en silicio Es una herramienta asombrosa en manos de científicos y médicos. Aunque el funcionamiento de las neuronas digitales y las sinapsis está en gran medida secuestrado, las simulaciones proporcionan una visión única de cómo funciona el cerebro. Orienta patrones de interpretación de estímulos, aprendizaje, reacciones y, por supuesto, trastornos mentales.. Es probable que las primeras preocupaciones sean las distorsiones causadas por aberraciones en las conexiones entre neuronas, incluidas Epilepsia.

Este trabajo también tiene potencial en el campo del aprendizaje automático. Después de todo, una simulación es un modelo de inteligencia artificial, construido sobre el modelo del sistema biológico de neuronas. Los modelos de lenguaje de IA utilizados actualmente utilizan conceptos diferentes, pero el mapeo del sistema biológico de las neuronas también es muy prometedor en esta área.

Fuente de la imagen: Tomas Klydisz/Shutterstock, FlyWire.ai

Fuente del texto: UC Berkeley, Naturaleza