Computación neuromórfica y el salto al siguiente nivel

IMAGE: Young, KA., Wise, JA., DeSaix, P., Kruse, DH., Poe, B., Johnson, E., Johnson, JE., Korol, O., Betts, JG., & Womble, M. (CC BY)

Este es uno de los temas en la interfaz entre la computación y la biología que verdaderamente me interesan y me emocionan a partes iguales: la posibilidad de introducir en los modelos de computación esquemas inspirados en la sinapsis neuronal, una de las cuestiones más intrigantes en la transmisión de información en un organismo vivo.

La sinapsis neuronal es, en sí, un mecanismo sumamente interesante: dos neuronas, a la hora de transmitir información entre ellas, liberan un neurotransmisor en el llamado espacio sináptico, que al alcanzar la otra neurona, provoca su inervación. Por qué esas neuronas no están directamente conectadas, por qué nuestros circuitos neuronales están, en realidad, formados por células aisladas entre sí, y por qué es preciso un mecanismo tan complejo que genera una especie de conexión difusa es algo que se desconoce, pero que está en la base de mecanismos como la memoria, el aprendizaje y la transmisión de impulsos de todo tipo.

Tradicionalmente, la diferencia entre un organismo vivo y un ordenador ha sido esa: los mecanismos vivos transmiten información mediante este modelo difuso, mientras que las conexiones entre los componentes de un ordenador son directas. A partir de ahí, plantear el desarrollo de neuronas artificiales que simulen el mecanismo de una sinapsis es algo que, por el momento, se reduce al planteamiento de funciones matemáticas capaces de modelizar esas conexiones mediante, precisamente, redes neuronales: la neurona artificial recibe una o más entradas que representan potenciales postsinápticos excitadores y potenciales postsinápticos inhibidores en sus dendritas, y los suma para producir una salida o activación que representa el potencial de acción de una neurona que se transmite a lo largo de su axón.

A partir de eso, hablamos de computación o ingeniería neuromórfica como una aproximación a la computación que simula el funcionamiento del cerebro sobre silicio, y de un chip neuromórfico como uno que se basa en esas neuronas artificiales para llevar a cabo la computación, tratando de obtener resultados que, en función de ese mecanismo diferente de actuación, puedan resultar más adecuados para el planteamiento de determinadas operaciones o resoluciones de problemas. Un tema para mí hasta ahora profundamente especulativo del que he hablado en algunas ocasiones, la primera allá por el año 2004.

Una serie de documentos demuestran que Sam Altman comprometió a su compañía, OpenAI, para la adquisición por valor de cincuenta y un millones de dólares en chips fabricados por una startup, Rain AI, en la que él mismo participa, y que había tenido que vender, por presiones del gobierno norteamericano, la participación que tenía en ella Saudi Aramco a través del fondo Prosperity7 Ventures.

Independientemente de la estética de la operación y de su posible implicación en la decisión del anterior consejo de administración de OpenAI de cesar a Sam Altman por pérdida de confianza, hablamos de una cuestión que podría ser, hipotéticamente, capaz de modificar los modelos de computación que conocemos, y de aportar posibilidades nuevas que podrían ser mucho más eficientes para determinados tipos de cálculo. Pero podríamos incluso hipotetizar que esa eficiencia no se limite simplemente a llevar a cabo cálculos más rápidos o con menor uso de energía, sino que pueda llegar a suponer modelos más versátiles basados en la imitación de esas conexiones difusas o multi-entrada que, por el momento, la computación no había sido capaz de plantear, limitándose a esquemas de conexiones directas mucho más simples y con, potencialmente, menos grados de libertad. Con el número adecuado de conexiones sinápticas, podríamos incluso empezar a hablar de algo que se puede llegar a parecer a un cerebro biológico.

Como mínimo, para alguien con una base de conocimientos que se reparte entre la biología que estudió cuando era joven y la tecnología que estudió cuando era ya algo menos joven, algo interesante e inspirador.

ACTUALIZACIÓN (18/12/2023): Alberto Velázquez me llamó para hablar de este tema a partir de este artículo, y me citó profusamente en el suyo en ABC titulado «Imitación a la vida: las empresas avanzan en el reto de la computación neuromórfica» (pdf).


This article is also available in English on my Medium page, «How neuromorphic computing could take us to the next level«

12 comentarios

  • #001
    menestro - 3 diciembre 2023 - 18:20

    Lo siento, pero lo que se llama computación neuromórfica es pura fantasía transhumanista, no una disciplina de las ciencias de la computación.

    Las neuronas no tienen nada que ver con la forma en las que se procesa la información, ni el cerebro utiliza ningún tipo de «lógica difusa». La «lógica difusa» como las «redes neuronales» que se utilizan en computación solo son modelos conceptuales, una metáfora matemática, no una representación real, ni describen el funcionamiento real del cerebro humano.

    Qué es mucho más complejo que el de los «pensamiento fluyendo por conductos neuronales y saltando por neuronas» que podría intuir un lego mirando la neurología de Ramón y Cajal de hace 150 años.

    Lo vuelvo a repetir otra vez; no van a subir tu cerebro ni tu consciencia al cielo de la singularidad en una nube digital, y disfrutar de 72 vírgenes en la realidad virtual.

    Ya hay más de 150 profesionales de 151 instituciones que han firmado una carta denunciando la «Trans-Technoscience Technology» (TTT) y los rollos «neuromórficos» como una pseudociencia.

    The Integrated Information Theory of Consciousness as Pseudoscience

    Consciousness theory slammed as ‘pseudoscience’ — sparking uproar – Nature

    Preprint

    Rituales de cortejo en la sopa primordial de aminoácidos. Introducción al amor romántico para nerds.

    • Carlos valencia - 4 diciembre 2023 - 12:29

      Interesante opinión.!

  • #003
    Gorki - 3 diciembre 2023 - 18:31

    El ser humano ha copiado los mecanismos de la naturaleza, mediante aparatos absolutamente diferentes de los utilizados por la naturaleza, No puso patas, para hacer andar al carro, sino ruedas, No nos defendemos de las inclemencias con pelos o plumas, sino con tejidos, no transportó la palabra con altavoces, sino mediante cables eléctricos, no puso aletas a los barcos sino ´hélices, ni músculos a las excavadoras, sino aceite a presión.

    Y con esas «burdas» imitaciones superó con creces los mecanismos naturales, las ruedas se desplazan mas rápido que las patas, la voz llega mas lejos digitalizada que el sonido de las ballenas, un anorak protege del frio mejor que una piel de oso, la hélice empùja a los barcos con mas fuerza que cualquier aleta, y la excavadora remueve mas tierra que cien mil topos.

    Me parece bien que se explore las posibilidades de la computación neuromórfica, sin embargo sospecho que la velocidad de cálculo, estará siempre a favor de aparatos que no copien la naturaleza, sino por ejemplo, de la computación cuántica que se aleja de cualquier procedimiento natural conocido.

    • Alberto - 3 diciembre 2023 - 22:56

      Correcto así es, decir que la neuromorfica es pseudociencia es una estupidez cuando empresas como Samsung, IBM e Intel la están investigando profusamente.

      • Gorki - 4 diciembre 2023 - 00:45

        Gracias, Posiblemente lo que ocurre con la computación neuromórfica es lo que dice Artuc C, Clarke «Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.»

        • Dante - 4 diciembre 2023 - 14:40

          Cualquier estupidez es producto de la ignorancia. En ciencia nada está dicho. Esas chispitas de electrones no sirven para nada dijo un diputado y hoy el mundo se mueve a base de electrones.

    • Dedo-en-la-llaga - 5 diciembre 2023 - 18:37

      Muy pertinente este comentario de Gorki. Qué empeño en creer que el cerebro humano es la sede de no sé qué y tratar de hacer algo que lo clonase, cuando las alternativas son probablemente más simples, y tan buenas o malas como las del original al que se quiere «copiar».

      Es como andar queriendo fabricar una lengua neuromórfica, creyendo que es en la lengua donde reside el lenguaje, porque si le cortamos a alguien la lengua, ya no puede hablar…

      Vamos, lo de siempre, el cuento del científico y la araña que como hasta que le cortó cuatro patas de un lado podía caminar, (cada vez que le decía «Araña, anda», la araña andaba…) y con la cuarta pata cortada ya no podía andar, escribió un extenso y erudito informe, lleno a rebosar de datos, donde su conclusión era que «Si cogemos una araña y le cortamos 4 patas, se queda sorda…».

      Y así seguimos: mirando la Luna en vez de fijarse en el dedo que nos quiere distraer apuntando a la Luna… O sea, tontos de remate.

  • #008
    c3po - 3 diciembre 2023 - 22:28

    Lo de Samuel tiene un nombre en español, no es innovación, ni es genialidad, más mundano simple pelotazo, que lo pillaron, y tarjeta roja. Pero como la ética en los negocios en los USA brilla por su ausencia, a echar mano del lobby, manejo y les hicieron un Casado

  • #009
    Juan T. - 4 diciembre 2023 - 09:54

    Como sabe cualquier persona interesada en la espiritualidad la Realidad es una masa de Conciencia infinita de la cual la materia es su aspecto Energia (Sakti).

    Sucede que para que la Conciencia se manifieste ese aspecto Energia de la Conciencia Universal se organiza como un organismo que posibilita a la Conciencia percibir el entorno a través de los sentidos de dicho organismo.

    Por eso la Conciencia dispone de trillones de organismos que , por medio de la evolución hacen posible dicha manifestacion sin que la formacion y disolucion de dichos organismos afecten en modo alguno a la Conciencia en Si Misma.

    Pues bien, hasta ahora el unico modo en que la Conciencia se manifieste (dicho de otro modo, que la materia se «haga» consciente) solo ha sido posible en un organismo biológico mediante la evolución.

    La pregunta del millón es si será posible que «aparezca» la Conciencia en un organismo diseñado artificialmente copiando el diseñado por la naturaleza.

    Tengo claro que la IA por perfecta que pueda llegar a ser no tendrá esa posibilidad, por más que simule la mente humana, puesto que carece del organismo biológico necesario para la manifestación de la Conciencia, pero ya no estoy tan seguro si el organismo es diseñado artifiialmente conforme a un organismo natural.

    Ahí existe una posibilidad, pero aún así, recordemos que el ser humano (y es por eso que es el único organismo capaz de la autorrealizacion ,es decir, es el único organismo en el que la Conciencia es capaz de conocerse a Si Misma como sucedió con Cristo o Buda) es el unico entre los animales que no solo es consciente (como un perro) si no que es consciente de ser consciente (autoconciencia) y eso ya no sé si el organismo artificial podría llegar a ser.

    Es decir podría ser consciente pero no autoconsciente.

    De ser autoconsciente , esa propiedad junto con las capacidades que le conferiría la potencia de una IA incorporada harían de dicho organismo una especie de superorganismo a distancia del humano como el humano de una lombriz.

    • f3r - 5 diciembre 2023 - 12:58

      «La pregunta del millón es si será posible que «aparezca» la Conciencia en un organismo diseñado artificialmente copiando el diseñado por la naturaleza»

      No me cabe duda de que es posible. Basta replicar las características clave de las neuronas , neurotransmisores, etc.

      Y, como dices, cuando eso pase la humanidad se trascenderá a sí misma (puede que en plan Singularidad).

      Otro aspecto interesante es que cuando sepamos cuáles son los ingredientes mínimos para la autoconsciencia, podremos simularla, y quizá entender científicamente el proceso del nirvana.

  • #011
    Xaquín - 4 diciembre 2023 - 10:43

    «limitándose a esquemas de conexiones directas mucho más simples y con, potencialmente, menos grados de libertad» (EDans).

    Todo gran investigador tuvo algún alumno aventajado, que fue tragado por el lobo de la realidad experimental, cuando quiso tomar algún atajo, que su maestro llevaba tiempo (seguro) sin querer tomar… es la lógica de la ciencia.

    Y la madre naturaleza (sea lo que eso sea), es algo tan tan experimentado que, a veces, hasta revienta. Para seguir experimentando.

    Así que, el empatado de cables, le resultó hace mucho tiempo un impedimento, para trabajar con los grados de libertad que necesita «su» proceso evolucionista.

    En cierto modo es como el ansia de beneficios de una empresa humana, aunque se autodenomine «científica». Será totalmente incapaz de poner la eficiencia en sus objetivos, por encima de la eficacia en sus beneficios.

    Pero que lo sigan intentando. La última coña marinera tuitera ( ahora «xera»), está siendo un «debate» entre «profesionales» docentes, sobre el uso/abuso de pantallas móviles en las aulas escolares. Como si la pizarra tradicional (encerado) no fuese un armatoste estático, que aún muchos profes siguen (ab)usando. no haciéndola útil… o, lo que es mucho peor, como ya pasaba con las diapositivas, transparencias y presentaciones, practican el maluso de las pantallas digitales, en su trabajo de instructores.

    Y si no fuera tan triste, sería del momento su mejor chiste.

  • #012
    Pedro - 4 diciembre 2023 - 16:32

    Genial el artículo y aún más los comentarios, gracias

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