Por primera vez conectan un ordenador hecho de gel blando directamente a un nervio vivo

Forzaron al tejido nervioso y al material computacional a intercambiar señales en un mismo lenguaje iónico. Un equipo de China describió en Nature Electronics un procesador neuromórfico blando basado en un gel multicomponente, que conectaron al nervio ciático seccionado de una rata. Los impulsos nerviosos vivos controlaron el procesamiento de señales dentro del material.

En la electrónica convencional la información la transportan los electrones, mientras que en el nuevo sistema los cálculos se basan en el movimiento de iones, como en muchos procesos del tejido vivo. El gel está compuesto por varias fases con diferentes propiedades químicas. En las fronteras entre ellas los iones se retienen y se liberan a distintas velocidades, por lo que el material conserva el rastro de impulsos previos.

Una cascada de tales fronteras funciona como un conjunto de trampas iónicas. Su estado modifica el paso de señales posteriores, de modo que el dispositivo reproduce memoria a corto y a largo plazo, así como plasticidad, es decir la capacidad de cambiar la respuesta en función de impulsos pasados. Anteriormente una tarea similar la resolvió una neurona artificial, pero aquí el procesamiento ocurre dentro de un medio iónico blando.

Los autores obtuvieron un coeficiente de rectificación iónica superior a 10³, es decir, la corriente circulaba en una dirección mucho más fácilmente que en la opuesta. El consumo energético mínimo fue de 0,61 pJ por impulso. A diferencia de un procesador digital clásico, los estados de la sinapsis artificial los forma la propia dinámica iónica y no un modelo de software en un bloque de cálculo separado.

El experimento más ilustrativo se realizó en un animal vivo. El procesador se conectó al nervio ciático seccionado de una rata, y los impulsos de las neuronas biológicas cambiaron los estados del sistema artificial. El dispositivo, a su vez, reconfiguró las señales nerviosas que pasaban. Se formó una cadena biohíbrida donde el procesador neuromórfico trabaja directamente con la actividad del nervio vivo.

El trabajo sigue siendo de momento una demostración de laboratorio y no un método para tratar nervios dañados. Los autores mostraron la reconfiguración de señales, pero no la restauración de la función de una extremidad ni un implante listo para humanos. El resultado principal es otro: el entorno computacional blando es capaz de recibir impulsos biológicos y procesarlos según principios cercanos al funcionamiento de las sinapsis.