Durante décadas, científicos intentaron desarrollar los primeros ordenadores tomando como referencia el cerebro humano. Con el avance del tiempo, la tecnología comenzó a superar las limitaciones biológicas, creando máquinas que superaban las capacidades humanas, aunque consumían mucha más energía. Actualmente, los investigadores están revisando enfoques antiguos. Físicos teóricos de la Universidad de Utrecht y físicos experimentales de la Universidad Sogang en Corea del Sur han conseguido desarrollar una sinapsis artificial que opera con agua y sal, utilizando los mismos elementos que nuestro cerebro para procesar información compleja.
Hasta el momento, habíamos creado computadoras que emulan cerebros, alejándose del procesamiento binario tradicional hacia métodos analógicos más cercanos a los humanos. No obstante, mientras nuestros cerebros utilizan agua y iones (partículas de sal), la mayoría de las computadoras modernas se basan en materiales sólidos convencionales.
Replicar el funcionamiento del cerebro utilizando las mismas herramientas se ha convertido en el objetivo clave de la computación neuromórfica iontrónica. Recientemente, los científicos han demostrado por primera vez que un sistema basado en agua y sal puede procesar información compleja. Los resultados se han publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
El elemento central de este avance es un dispositivo minúsculo, de 150 por 200 micrómetros (un micrómetro es una milésima de milímetro), que simula el comportamiento de una sinapsis, un componente crucial del cerebro encargado de la transmisión de señales entre neuronas."Estamos replicando el comportamiento neuronal usando un sistema que emplea los mismos componentes que el cerebro", señala Tim Kamsma, profesor del Instituto de Física Teórica y del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Utrecht, y autor principal del estudio.
El dispositivo, desarrollado por científicos en Corea y denominado memristor iontrónico, consta de un microcanal en forma de cono lleno de una solución de agua y sal. Al recibir impulsos eléctricos, los iones dentro del líquido migran a través del canal, generando cambios en la concentración de iones. Dependiendo de la intensidad o duración del impulso, la conductividad del canal se ajusta, reflejando el fortalecimiento o debilitamiento de las conexiones entre neuronas. "La capacidad de adaptar los canales para retener y procesar información durante distintos periodos es similar a los mecanismos sinápticos observados en nuestro cerebro", aclara Kamsma.
El origen de este descubrimiento se remonta a una idea propuesta por Kamsma, quien comenzó a colaborar con un grupo de investigación en Corea del Sur. "Recibieron mi teoría con mucho entusiasmo y rápidamente comenzaron a trabajar experimentalmente basándose en ella", explicó Kamsma. De manera sorprendente, los resultados se concretaron en tan solo tres meses, en línea con las predicciones teóricas de Kamsma. "Es increíblemente gratificante ser testigo de cómo las hipótesis teóricas se transforman en resultados tangibles en el mundo real", destacó.
Kamsma enfatiza la importancia fundamental de la investigación y señala que la computación neuromórfica iontrónica, aunque está creciendo rápidamente, aún se encuentra en sus etapas iniciales.El objetivo es desarrollar un sistema informático mucho más eficiente en términos de consumo energético comparado con la tecnología actual. "Este avance representa un paso crucial hacia computadoras que no solo pueden imitar los patrones de comunicación del cerebro humano sino también emplear el mismo medio. Quizás, finalmente, esto podría abrir el camino hacia sistemas informáticos que repliquen más fielmente las extraordinarias capacidades del cerebro humano", afirma Kamsma.
