Una sola neurona puede ser una supercomputadora, según un estudio chino
Durante décadas, la imagen estándar de cómo piensa el cerebro ha sido una red de muchas neuronas simples, semejantes a puntos, que transmiten señales hasta que la computación surge de algún modo. Un nuevo estudio de investigadores chinos desafía esa imagen: una sola neurona, sostienen, no es en absoluto un nodo simple. Sus dendritas ramificadas equivalen a una “supercomputadora” capaz de llevar a cabo por sí mismas una computación cognitiva avanzada.
El trabajo proviene de un equipo dirigido por Xu Ninglong, investigador del Centro de Excelencia en Ciencia del Cerebro y Tecnología de la Inteligencia, perteneciente a la Academia China de Ciencias, con sede en Shanghái. Los hallazgos se publicaron en línea el 16 de octubre en Science, una de las revistas científicas generales más citadas del mundo.
“Es como el trabajo de varias computadoras conectadas en red: una sola supercomputadora ‘dendrita’ puede hacerlo”, dijo Xu, según un informe del Science and Technology Daily, el periódico del Ministerio de Ciencia y Tecnología de China. Las dendritas son las ramificaciones arboriformes que se extienden desde el cuerpo de una neurona y reciben las señales entrantes, un rasgo familiar en todos los diagramas de una célula nerviosa.
En el modelo tradicional, una neurona suma las señales que llegan a sus muchas sinapsis y se dispara si el total cruza un umbral: una tarea bastante modesta para cada célula, con la verdadera inteligencia emergiendo de un vasto número de conexiones. La nueva investigación sugiere que las dendritas mismas realizan un procesamiento sustancial antes de que cualquier señal llegue al cuerpo celular, ejecutando efectivamente una computación dentro de una sola célula.
Las implicaciones van más allá de la neurociencia básica. Comprender cómo las neuronas biológicas computan con tanta eficiencia es una inspiración de larga data para los ingenieros informáticos que intentan construir máquinas más capaces y con bajo consumo energético, y para los investigadores que intentan entender el aprendizaje, la memoria y las enfermedades neurológicas a nivel de células individuales.
El hallazgo también encaja en un patrón más amplio de la neurociencia china, donde los investigadores han invertido fuertemente en técnicas de imagen, registro y modelado que les permiten observar neuronas vivas en acción. Poder mostrar la computación dentro de una sola dendrita requiere tanto experimentos delicados como una modelización teórica seria.
El estudio fue reportado como una de las principales noticias científicas del día en los medios chinos, enmarcado como una reescritura de un supuesto de libro de texto más que como un resultado incremental. Para el público general, la conclusión es simple: los bloques de construcción del cerebro pueden ser mucho más inteligentes de lo que sugiere el diagrama estándar, y el límite entre “una célula” y “una red” es más difuso de lo que los científicos pensaban.
Quedan preguntas, como con cualquier resultado nuevo. Cuán ampliamente se utiliza esta computación dendrítica en las regiones cerebrales y las especies, y cómo contribuye al comportamiento real, requerirá años de trabajo de seguimiento. Pero la afirmación en sí es llamativa: si una sola neurona puede ejecutar una computación cognitiva, las decenas de miles de millones de neuronas que se estima tiene el cerebro representan mucha más potencia de cómputo de la que el viejo modelo les atribuía.