La experiencia ha sido posible porque este equipo desarrolló un centro de sinapsis artificiales fabricadas con nanotecnología de vanguardia.
Así pudieron activar una red neuronal que permite a las neuronas biológicas y artificiales comunicarse entre sí en tiempo real a través de Internet.
Dos neuronas artificiales y una neurona biológica de ratón, cultivada en laboratorio, se comunicaron tal como las neuronas transmiten señales en el interior del cerebro.
Tres enclaves
Las neuronas de rata fueron cultivadas en el laboratorio de la Universidad de Padua, en Italia.
Investigadores de la Universidad de Zurich y de ETH Zurich crearon a su vez neuronas artificiales en microchips de silicio.
Por último, la Universidad de Southampton desarrolló sinapsis nanoelectrónicas capaces de unir las neuronas artificiales con las naturales.
El siguiente paso fue unir los pulsos de la neurona biológica, situada en Padua, con la neurona artificial situada en Zurich, a través del nodo tecnológico creado en Southampton.
El triángulo sináptico funciona en cualquier dirección, ya sea desde la neurona artificial a la biológica, como desde la biológica a la artificial.
Laboratorio virtual
El principal resultado de esta investigación consiste en la unión de tecnologías de vanguardia diferentes, así como de las disciplinas científico-técnicas que las acompañan.
En segundo lugar, el laboratorio virtual resultante de este experimento ha creado un nuevo escenario tecnológico.
La evolución natural no había conseguido hasta ahora comunicar neuronas biológicas y artificiales, distantes entre sí, a través de redes globales.
En consecuencia, se abren nuevas perspectivas para la neuroelectrónica y las tecnologías neuroprotésicas.
Eso significa que este desarrollo permitirá sustituir partes del cerebro afectadas por alguna disfunción, con chips de inteligencia artificial que restituyan las sinapsis perdidas.
Los investigadores consideran por ello que su desarrollo acelerará el ritmo de la innovación y el avance científico en el campo de la investigación de interfaces neuronales.
Añaden que la capacidad de conectar tecnologías dispares es un paso hacia la democratización de estas tecnologías, eliminando una barrera significativa para la colaboración científica.
No obstante, hay que tener en cuenta que la investigación, publicada en la revista Scientific Reports, está todavía en sus primeros pasos.
De momento es una red simple que podría dar lugar a desarrollos más complejos: una neurona en un laboratorio no representa a un cerebro humano conectado a Internet.
Si esta iniciativa progresa tecnológicamente, sin embargo, podría dar lugar a interfaces cerebro-ordenador más inteligentes y adaptados.
Permitirá desarrollar implantes neuronales que creen redes cerebrales reales: conectarán células nerviosas biológicas y artificiales, hechas a la medida de cada necesidad.
Memristive synapses connect brain and silicon spiking neurons. Alexantrou Serb et al. Scientific Reports volume 10, Article number: 2590 (2020). DOI :https://doi.org/10.1038/s41598-020-58831-9
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