¿Cuánto nos costaría simular un cerebro humano? Mucho más de lo que crees

No es difícil encontrar una novela de ciencia ficción donde se haya logrado simular un cerebro humano, por ejemplo escaneándolo para simularlo en un entorno virtual, tipo Matrix, y así transformar nuestras neuronas en bits (y alcanzar una suerte de inmortalidad). Ciudad permutación, de Greg Egan, es uno de los ejemplos mejor explicados desde la ciencia que recuerdo.

Sin embargo, si hablamos de ciencia real, ¿esa posibilidad es muy remota? Hacer prospección científica siempre es muy aventurado, pero dadas las cifras que se manejan actualmente, resulta mucho más difícil de lo que cabe suponer.

Los tres procesos

Para simular el cerebro humano, en principio, no necesitamos comprender el funcionamiento de la cognición humana, nos bastaría con entender las características funcionales básicas de los elementos computacionales del cerebro. El problema es que, para ello, precisamos de tres tecnologías que ya existen pero que requieren de un desarrollo muchísimo más avanzado.

Estas tres tecnologías son:

• Escaneado: microscopios con suficiente resolución y capacidad de detectar propiedades relevantes del cerebro.
• Traducción: análisis automático de las imágenes que transforme los datos brutos en modelos interpretados tridimensionalmente de los componentes neuronales relevantes.
• Simulación: hardware lo suficientemente potente como para crear un modelo simulado completo.

Salto cuántico

Estas tecnologías ya existen, eso un gran paso, pero se deben desarrollar tanto que no parece que todo esto ocurra en un futuro próximo, tal y como explica Nick Bostrom en su libro Superinteligencia:

Ya existen modelos computacionales de muchos tipos de neuronas y procesos neuronales. Se ha desarrollado software de reconocimiento de imagen que puede rastrear axones y dendritas a través de una pila de imágenes bidimensionales (aunque es necesario mejorar su fiabilidad). Y hay herramientas de visualización que proporcionan la resolución necesaria (con un microscopio de efecto túnero es posible "ver" los átomos individuales, en una resolución muy superior a la requerida).

A pesar de estos avances, según Bostrom, aún estamos lejos de alcanzar lo necesario para recrear un cerebro. Un reciente estudio al respecto señalaba que a mediados del año 2050 puede que dispongamos ya de las capacidades previas para la emulación de un cerebro, pero con un gran intervalo de incertidumbre.

No podemos subestimar la cantidad de trabajo que nos queda por hacer todavía, pues ni siquiera hemos sido capaces aún de emular un cerebro sencillo, como el del C. elegans, un gusano de aproximadamente 1 milímetro de longitud que solo tiene 302 neuronas.

La matriz conectiva completa de estas neuronas se conce desde mediados de la década de 1980, cuando fue laboriosamente trazada por medio del rebanado microcopio electrónico, y de etiqueado a mano de especímenes. Pero saber, simplemente, qué neuronas se conectan con qué otras, no es suficiente. Para crear una emulación del cerebro también tendríamos que saber qué sinapsis son excitadoras y cuáles son inhibidoras; la fuerza de las conexiones; y varias propiedades dinámicas de los axones, las sinapsis, y los áboles dendríticos.

Ni siquiera sabemos eso del diminuto sistema nervioso de un gusano, aunque pronto podríamos conseguirlo gracias a una investigación en ciernes. Una vez logrado, con todo, saltar hasta un cerebro humano no es baladí: requerirá un avance sorprendente de las capacidades anteriormente mencionadas.

El progreso exponencial de la tecnología siempre nos da sorpresas, así que, quizá, en una década debamos reescribir todo este texto por completo. Pero asumir con optimismo que muy pronto simularemos un cerebro humano forma parte, todavía, más del optimismo que de la ciencia.