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TECNOLOGÍA. Redes neuronales artificiales permiten realizar tareas cognitivas en cerebros humanos

 


Un nuevo estudio muestra que las redes de inteligencia artificial basadas en la conectividad del cerebro humano pueden realizar tareas cognitivas de manera eficiente.

Al examinar los datos de resonancia magnética de un gran repositorio de Open Science, los investigadores reconstruyeron un patrón de conectividad cerebral y lo aplicaron a una red neuronal artificial (ANN)Una ANN es un sistema informático que consta de múltiples unidades de entrada y salida, muy parecido al cerebro biológico. Un equipo de investigadores de The Neuro (Instituto-Hospital Neurológico de Montreal) y del Instituto de Inteligencia Artificial de Quebec entrenó a la ANN para realizar una tarea de memoria cognitiva y observó cómo funcionaba para completar la tarea.

Este es un enfoque único. El trabajo anterior sobre la conectividad cerebral, también conocida como conectómica, se centró en describir la organización del cerebro, sin analizar cómo realiza realmente los cálculos y funciones. En segundo lugar, las ANN tradicionales tienen estructuras arbitrarias que no reflejan cómo se organizan las redes cerebrales realesAl integrar la conectómica cerebral en la construcción de arquitecturas ANN, los investigadores esperaban aprender cómo el cableado del cerebro apoya habilidades cognitivas específicas y derivar principios de diseño novedosos para redes artificiales.

Descubrieron que las RNA con conectividad del cerebro humano, conocidas como redes neuronales neuromórficas, realizaban tareas de memoria cognitiva de manera más flexible y eficiente que otras arquitecturas de referencia. Las redes neuronales neuromórficas pudieron utilizar la misma arquitectura subyacente para respaldar una amplia gama de capacidades de aprendizaje en múltiples contextos.

El proyecto unifica dos disciplinas científicas vibrantes y de ritmo rápidoLa neurociencia y la inteligencia artificial comparten raíces comunes, pero recientemente se han separado. El uso de redes artificiales ayudará a comprender cómo la estructura del cerebro apoya el funcionamiento del cerebroA su vez, el uso de datos empíricos para crear redes neuronales revelará los principios de diseño para construir una mejor IAPor lo tanto, los dos se ayudarán a informarse mutuamente y enriquecerán nuestra comprensión del cerebro.

Este estudio ha sido publicado en la revista Nature Machine Intelligence el 9 de agosto de 2021.

The Neuro

The Neuro, el Instituto-Hospital de Neurología de Montreal, es un destino líder en el mundo para la investigación del cerebro y la atención avanzada del paciente. Desde su fundación en 1934 por el renombrado neurocirujano Dr. Wilder Penfield, The Neuro se ha convertido en el centro clínico y de investigación en neurociencia especializado más grande de Canadá, y uno de los más grandes del mundo. 

La perfecta integración de la investigación, la atención al paciente y el entrenamiento de las mentes más importantes del mundo hacen que The Neuro esté en una posición única para tener un impacto significativo en la comprensión y el tratamiento de los trastornos del sistema nervioso. En 2016, The Neuro se convirtió en el primer instituto del mundo en adoptar por completo la filosofía Open Science, creando el Tanenbaum Open Science Institute. El Instituto Neurológico de Montreal es un instituto de investigación y enseñanza de la Universidad McGill.

Fuentes: “Learning function from structure in neuromorphic networks” by Laura E. Suárez, Blake A. Richards, Guillaume Lajoie and Bratislav Misic, 9 August 2021, Nature Machine IntelligenceDOI: 10.1038/s42256-021-00376-1

Friedemann Pulvermüller et al, Biological constraints on neural network models of cognitive function, Nature Reviews Neuroscience (2021). DOI: 10.1038/s41583-021-00473-5

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