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Descubren parte del código cerebral de la visión

Cuando se complete podrían crearse mundos artificiales dentro del cerebro


Un estudio realizado por el Instituto Tecnológico de Massachussets con macacos ha desvelado al menos una parte del código de funcionamiento que siguen las neuronas durante la acción de “ver”. Gracias a un algoritmo informático, ha sido posible describir los patrones de estos procesos, que se llevan a cabo en milésimas de segundo, permitiendo comprender mejor cómo se gestiona la información visual en el cerebro. Conocer estos códigos puede servirnos para crear, por ejemplo, realidades visuales inexistentes que nuestro cerebro lea como reales, tal como ocurría en la película de ciencia-ficción Matrix, y mejorar así los sistemas de visión artificial. Por Eduardo Martínez.





Visión axial del cerebro. Universidad de Florida
Visión axial del cerebro. Universidad de Florida
Neurocientíficos del McGovern Institute del MIT (el Instituto Tecnológico de Massachussets) han conseguido descifrar una parte del código neuronal que permite a monos macacos reconocer objetos visualmente, lo que supone un importante paso adelante para descubrir cómo codifica y decodifica el cerebro la información que recibe.

Un ejemplo de lo que en el futuro podría suponer este descubrimiento lo tenemos en la película de ciencia ficción Matrix, tal como explica al respecto el MIT en un comunicado. En la película, un cable introduce en el cerebro de los personajes las percepciones visuales artificiales, dando la impresión al sujeto de que está en un mundo real.

En la actualidad, los científicos no pueden “introducir” artificialmente información visual en nuestros cerebros debido a que aún desconocemos el código que utilizan las neuronas para “leer” visualmente la realidad que nos rodea, a partir de la información que recibimos de los estímulos.

Si se conociera este código, podrían introducirse en el cerebro realidades artificiales, que las neuronas decodificarían como reales al estar en su propio lenguaje. Algoritmos informáticos utilizados en sistemas artificiales de visión podrían ser mejorados gracias a estos códigos recién descubiertos. Este código (un algoritmo informático) es el que ha comenzado a ser descrito en el experimento del MIT.

Creación de inteligencia

El estudio ha sido realizado por los investigadores James DiCarlo, profesor asistente de neurociencia del McGovern Institute, y Tomaso Poggio, profesor de neurociencia y comportamiento humano del mismo instituto. Los resultados fueron publicados por la revista Science.

DiCarlo y Poggio pretendían conocer cómo trabajaba el cerebro para crear inteligencia. La capacidad de reconocer objetos visualmente constituye una de las cuestiones más complejas acerca del funcionamiento cerebral y, a nivel informático, es aún más difícil de reproducir que imaginarlo por medio del razonamiento.

La vista es un proceso automático, que parece casi inconsciente. El trabajo de estos neurocientíficos permitirá comprender mejor los códigos cerebrales que producen la información visual en aquellas regiones del cerebro relacionadas con la acción, la planificación y la memoria.

En un tiempo récord

En tan sólo una fracción de segundo, la entrada de datos visuales de aquellos objetos que tenemos ante nuestras retinas circula como una corriente visual que va aumentando y que se modifica continuamente (según cambia la información o la situación de los objetos) hasta que dicha entrada alcanza la llamada corteza inferotemporal, que es una región del cerebro esencial en el procesamiento de la información visual y decisiva en lo que respecta a la formación de nuestra memoria visual.

La corteza inferotemporal identifica y clasifica en categorías los objetos, para acto seguido mandar esa información a otras regiones del cerebro.

Todo sucede en un tiempo récord. Para saber cómo la corteza inferotemporal organiza los datos que luego salen hacia otras áreas cerebrales en forma de información, los investigadores enseñaron a los monos a reconocer diferentes objetos agrupados en diversas categorías, como caras, juguetes y vehículos.

Algoritmo informático

Las imágenes aparecían ante los ojos de los animales con diferentes tamaños y posiciones dentro del campo visual. Registrando la actividad de cientos de neuronas de la corteza inferotemporal, los científicos consiguieron hacerse con una considerable fuente de datos acerca de los patrones neuronales generados en dicha corteza como respuesta a cada uno de los objetos que veían, en las distintas condiciones en que éstos aparecían.

Luego, los investigadores utilizaron un algoritmo informático denominado “clasificador” para descifrar el código de procesamiento de las neuronas. En el clasificador se asoció cada objeto con un patrón particular de señales neuronales, de tal manera que pudo decodificarse la actividad neuronal de los monos frente a lo que veían.

Lo que más llamó la atención es que una mínima fracción de segundo servía para que las señales neuronales contuvieran ya la suficiente información específica para identificar y clasificar cada objeto, e incluso su posición y su tamaño. Así, fue sorprendente comprobar que tan sólo unos cientos de neuronas (de los millones que componen el sistema neuronal del cerebro) podían contener muchísima información muy precisa.

El código de Matrix: ¿una ilusión?
El código de Matrix: ¿una ilusión?
¿Una simulación?

La investigación del MIT aumenta el interés por el debate, más bien filosófico que cientítico, acerca de si realmente es posible que el mundo que percibimos sea una simulación. El filósofo Nick Bostrom, Director del Future of Humanity Institute, de la Universidad de Oxford, considera en un documentado artículo que la probabilidad de que vivamos en una realidad simulada es bastante alta. La literatura que acompaña esta filosofía está recogida en The Simulation Argument.

La posibilidad de que el mundo real sea sólo una ilusión ha sido formulada por otros filósofos desde la Antigüedad, agrupados en la categoría de escépticos. Descartes ha hablado asimismo de la “duda hiperbólica” (dudar del mundo, del cuerpo y de las ideas innatas), Calderón de la Barca de que “la vida es sueño” y, más recientemente, el filósofo Hilary Putnam ha expresado su idea de que los humanos podríamos ser cerebros en cubetas conectados a unas máquinas por un equipo de científicos, tal como ocurre en Matrix.

Aunque de momento sólo se ha comprobado en macacos, lo relevante del experimento del MIT es que ha comenzado a describir la herramienta tecnológica que faltaba para que, al margen de debates filosóficos, quizás sea posible en el futuro “engañar” a las neuronas del cerebro que interpretan la información visual para que consideren como reales imágenes procedentes de una máquina.



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Viernes, 11 de Noviembre 2005
Eduardo Martínez
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Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Lopez el 14/11/2005 11:22
Este tipo de experimentos ya se hizo con gatos grabandon escenas directamente desde el cortex visual. Se publico en 1999 pero creo que los experimentos se hicieron en 1990.
Articulo relacionado: http://www.jneurosci.org/cgi/content/abstract/19/18/8036

2.Publicado por lopez el 14/11/2005 12:34
http://www.neuroscience.org/cgi/reprint/19/18/8036


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