Científicos de la Universidad de Harvard y del laboratorio de inteligencia artificial Google DeepMind han colaborado para crear un ratón virtual con IA, un avance tecnológico que podría inaugurar un nuevo campo llamado "neurociencia virtual".
La importancia de esta investigación radica en que ayudará a comprender cómo el cerebro controla los movimientos corporales complejos, y podría tener un profundo impacto en la neurociencia y la robótica.
Ratón virtual: un cerebro de IA con movimientos ágiles
Imitando una maravilla de la evolución: la capacidad de movimiento ágil en humanos y animales es el resultado de una larga evolución. Los científicos intentan desentrañar los secretos del control motor cerebral estudiando animales, especialmente ratones, cuya inteligencia es comparable a la de un niño de 8 años y poseen una destreza motriz excepcional.
Sin sacrificios: a diferencia de estudios anteriores, esta investigación no requirió sacrificar ratones reales. Los científicos crearon un ratón virtual con IA que imita todos los movimientos de un roedor real, incluso mostrando comportamientos novedosos sin entrenamiento específico.
Neurociencia virtual: el nacimiento de un nuevo campo
Publicación en Nature: este estudio pionero, publicado en la revista Nature, demuestra que el estado de activación en la red de control virtual predice con precisión la actividad neuronal en el cerebro de un ratón real.
Entrenamiento de redes neuronales artificiales: el equipo utilizó datos de alta resolución registrados en ratones reales para entrenar una red neuronal artificial que actúa como el "cerebro" del ratón virtual, controlando su cuerpo en el simulador físico MuJoCo.
Los desafíos y el aprendizaje de los agentes físicos
Agentes físicos: Matthew Botvinick de Google DeepMind afirma que el equipo aprendió mucho de los desafíos de construir agentes físicos, sistemas de IA que deben traducir el pensamiento en acción en entornos complejos.
Modelo de cinemática inversa: el estudiante de posgrado Diego Aldarondo, en colaboración con investigadores de DeepMind, entrenó una red neuronal artificial para lograr un modelo de cinemática inversa, similar a la forma en que el cerebro guía el movimiento.
Profundo impacto en la neurociencia y la robótica
Neurociencia virtual: los investigadores creen que estas simulaciones pueden abrir un nuevo campo de la "neurociencia virtual", proporcionando modelos convenientes y transparentes para el estudio de los circuitos neuronales.
Diseño de sistemas de control robótico mejorados: esta plataforma podría utilizarse para diseñar sistemas de control robótico mejorados, haciendo que los movimientos de los robots sean más fluidos.
Comparación entre redes neuronales artificiales y redes neuronales biológicas
Túnel de viento de neurociencia: esta plataforma permite a los investigadores probar la verosimilitud biológica de diferentes redes neuronales y comprender su capacidad para afrontar desafíos complejos.
Exploración de las bases neurales del comportamiento: este método podría ser muy eficaz para explorar las bases neurales del comportamiento.
La colaboración entre la Universidad de Harvard y el laboratorio de inteligencia artificial Google DeepMind proporcionó los recursos y las oportunidades de entrenamiento de redes necesarios para la investigación del ratón virtual. La colaboración entre ambas partes tiene como objetivo avanzar en la comprensión de cómo el cerebro real genera comportamientos complejos.
Esta investigación no solo profundiza nuestra comprensión de la colaboración interdisciplinaria entre la IA y la neurociencia, sino que también nos proporciona una nueva perspectiva para observar y comprender el funcionamiento del cerebro. Con el desarrollo de la neurociencia virtual, en el futuro podríamos diseñar robots más ágiles e inteligentes, capaces de moverse con soltura en entornos complejos.
Enlace al artículo: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07633-4