sábado, 5 de noviembre de 2016

Neuronanorobots & cerebros humanos artificiales.

Preservar la información del cerebro es esencial para la conservación de la vida humana significativa. Una parte crucial de esa valiosa información es de naturaleza estructural denominándose conectoma humano al entorno de procesamiento necesario para la información funcional. La neuronanorobótica es la aplicación de nanorobots para el estudio estructural y funcional del cerebro humano. En el artículo “Human Connectome Mapping and Monitoring Using Neuronanorobots” publicado en la revista científica Journal of Evolution & Technology, investigadores de la Universidad de Minho (Portugal) proponen tres clases específicas de neuronanorobots: los endoneurobots, los gliabots y los synaptobots. Los tres en conjunto pueden de forma no destructiva  monitorear la estructura y los cambios estructurales que ocurren en los 89.000 millones de neuronas y en las  2,42 x 1014 sinapsis del cerebro humano y a la vez procesar los 4,31 x 1015 picos/segundo de información funcional eléctrica de la red neuronal y sináptica. El monitoreo del conectoma funcional y estructural por los neuronanorobots incluye dos tareas principales: el seguimiento del funcionamiento de procesamiento de información eléctrica sobre la base del potencial de acción que ocurre en las sinapsis y neuronas; y  el seguimiento de los cambios sinápticos neuronales y estructurales asociados con el tratamiento de dichos datos funcionales. Los endoneurobots y los gliabots son los mayores de los neuronanorobots propuestos, cada uno con un volumen de 10 μm3. Los endoneurobots salen del torrente sanguíneo para entrar en el parénquima cerebral y navegar por el interior de la neurópila hasta entrar en el soma celular de la neurona y se ubicarse en un puesto intracelular del segmento inicial del axón. En forma análoga los gliabots salen del torrente sanguíneo, entran en la célula glial respectiva para posicionarse de forma intracelular en la región intraglial más adecuada. Los synaptobots (5 μm3) son los más pequeños y claramente los más técnicamente difícil de construir debido a: su escaso volumen,  los requerimientos de navegación necesarios para llegar a la posición de vigilancia y el desafío de los datos de análisis de la sináptica estructural. La comunicación de soporte (y transmisión de datos) es proporcionada por los endoneurobots, liberando a los synaptobots de la necesidad de incluir esta maquinaria de apoyo de alto volumen a bordo de su estructura. La tarea de supervisar el tráfico de datos en bruto para todo un cerebro humano vivo requiere mínimamente una capacidad de manejo de datos a la red de (5,52 ± 1,13) x 1016 bits / seg, que corresponde a una tasa de aumento sináptico-procesado estimado de (4,31 ± 0,86) x 1015 picos /seg. Los synaptobots son responsables de supervisar las sinapsis, las estructuras más difíciles e importantes subcelulares en el cerebro humano. Las sinapsis eléctricas son parte de la red neuronal que procesa la información del cerebro humano. Ellas juegan un papel crucial en el procesamiento de información del cerebro y están implicadas en el aprendizaje y la memoria…
El artículo propone manejar la información de todo el cerebro humano utilizando un conjunto de neuronanorobots:endoneurobots, gliabots y synaptobots. Tales nanorobots deberían conservar la información estructural y funcional subyacente del cerebro con la temporal-espacial apropiada, constituyéndose no sólo en la base para comprender el funcionamiento del cerebro humano (Human Brain Project, de la Comunidad Europea y Brain Activity Map, de los Estados Unidos),  también para ingresar software a los cerebros naturales o artificiales construidos con nanochips neurosinápticos.