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Clasificadores: el neocórtex humano

Fernando P.    28/07/2017

Temas:  Divulgación    Inteligencia Artificial y Biología

El neocórtex es la zona del cerebro humano más evolucionada y más moderna. Se supone que aloja todas las capacidades que nos distinguen de otros mamíferos, como la capacidad de pensar, crear y hablar, entre otras. Se trata de la zona más externa del cerebro, dotada de un gran número de surcos.

Desde el punto de vista de la Inteligencia Artificial, el camino que parece más sencillo para crear máquinas que tengan nuestras mismas capacidades consiste en estudiar cómo está hecho y cómo funciona el neocórtex para poder replicar su funcionalidad en una máquina.

Estructura del neocórtex
Sucede que la estructura del neocórtex es relativamente sencilla. Consiste de un gran número de estructuras verticales, denominadas columnas corticales, organizadas en varios niveles. Se cree que cada una de estas columnas responde ante una clase de estímulos bien definidos.

En total, un cerebro adulto tiene del orden de 500.000 columnas corticales, que contienen unas 60.000 neuronas cada una. Estamos hablando de un total del orden de 30.000 millones de neuronas.

Si miramos las estructuras más sencillas en las columnas corticales, veremos que se trata de agrupaciones de unas docenas de neuronas que se repiten de forma constante por todo el neocórtex. Estas agrupaciones por sí mismas no tienen mucha capacidad. Pero estas agrupaciones son capaces de establecer conexiones con otras agrupaciones, creando agrupaciones de agrupaciones, y así sucesivamente en varios niveles, creando cada vez estructuras más complejas.

Podemos ver una analogía en las agrupaciones de neuronas como si fueran piezas de Lego, que podemos ir combinando, cada vez de formas más complejas, hasta llegar a construir algo funcional.

En cada nivel de agrupamiento se crean estructuras mucho más complejas que en el anterior, hasta llegar al nivel superior que engloba todo el cerebro.

Pero la estructura del neocórtex en un recién nacido es tan sencilla que no tiene mucha utilidad copiarla. Básicamente, es un libro en blanco, no hay definidas, apenas, asociaciones entre estructuras de neuronas. Hay neuronas pero no hay mucha estructura.

El neocórtex como clasificador
Se cree que cada agrupación sencilla de neuronas consiste en una especie de clasificador que es capaz de reconocer y responder ante una serie de estímulos sencillos y bien determinados.

Las estructuras de mayor nivel servirían para definir clasificadores mucho más refinados y capaces, construídos a partir de piezas relativamente simples.

Podemos pensar en el neocórtex como una formidable colección de clasificadores enlazados entre sí que tienen un potencial inmenso.

Una forma de ver un clasificador es como si fuera un mecanismo que reacciona ante determinado tipo de patrón de entrada. Con esta idea, se estima que el neocórtex tiene capacidad para almacenar y tener funcionando unos 300 millones de patrones distintos.

Replicar el neocórtex Crear una mente
A la hora de replicar un neocórtex en una máquina nos encontramos con dos problemas.


Hay varios proyectos de construcción de mentes artificiales a base de replicar un neocórtex, se cree que una vez solucionado el problema de hardware, todo el sistema podría empezar a aprender por sí sólo, igual que aprenden los niños, a base de suministrar estímulos. Pero no está nada claro que esto vaya a funcionar en el medio plazo.

¿ Qué es lo más interesante de todo esto ?
Ciertamente, poder replicar un neocórtex sería un logro de excepcional interés. Pero quizá no haya que apuntar tan alto.

Si algo queda claro del estudio del neocórtex, es que se trata de una estructura de varios niveles, muy sencilla en su nivel inferior. Es una estructura muy compleja que se soporta en multitud de clasificadores muy sencillos que se combinan a medida que aumentamos de nivel para crear clasificadores más refinados. Básicamente, un neocórtex sería una colección de clasificadores, hábilmente enlazados y sutílmente definidos.

Como ya se ha comentado, buena parte de las técnicas de Inteligencia Artificial existentes hoy en día con aplicaciones reales de entidad están basadas en aprendizaje automático y son, básicamente, clasificadores.

Sabemos bastante sobre cómo construir clasificadores, ahora sólo tenemos que aprender a hacerlos mucho más eficientes, refinados y a ver cómo podemos enlazarlos entre ellos para poder construir algo que pueda manejar muchos patrones distintos.

Cuando tengamos algo que maneje 300 millones de patrones ... ¿ habremos replicado por fin un neocortex ?


Para saber más:

Esta página de la Wikipedia contiene una descripción sencilla de la mayor parte de cosas que se conocen sobre el neocortex.

Ray Kurzweil es uno de los autores que más insiste en la posibilidad de replicar el neocórtex, en lo que él llama crear una mente artificial.



 

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