7/15/2008

10 diferencias entre cerebros y ordenadores


La comparación entre ordenadores y cerebros vivos ha servido muchas veces para explicar que puede o no hacer un ordenador, o de que manera funciona. Sin embargo, si somos estrictos, existen importantes diferencias entre uno y otro. De hecho, una serie de investigaciones en el campo de las ciencias cognitivas han demostrado importantísimas diferencias que, correctamente aplicadas por los científicos, podrían ayudar a la hora de crear una inteligencia artificial exitosa.En el sitio robots-argentina.com.ar se ha hecho un excelente estudio sobre el tema, marcando 10 diferencias claves que pueden encontrarse entre el funcionamiento (o estructura) de un ordenador y un cerebro. El análisis que sigue se basa en dicho texto.

El cerebro es análogo.
Diferencia 1: Los cerebros son analógicos y los ordenadores son digitalesA pesar de que el funcionamiento de una neurona puede simplificarse al extremo de verla como un dispositivo binario, capaz de disparar una respuesta cuando algún parámetro alcanza un valor determinado, la realidad es bastante más compleja. Debajo de esta semejanza superficial con el mundo digital basado en ceros y unos, existe una enorme variedad de procesos continuos y no lineales que hacen de una neurona un elemento mucho mas complicado.El desconocimiento de este hecho, o la no implementación del mismo en la creación de las redes neuronales, han sido el motivo por el cual muchos modelos basados en solo dos capas hayan sido incapaces de resolver determinados problemas. Los “perceptrones”, ideados por Marvin Minksy y Seymour Papert en 1969 eran una red nerviosa que carecía de una capa intermedia entre la recepción y la salida. Ahora se sabe que ese tipo de redes subestiman profundamente la potencia computacional de las redes nerviosas.

La memoria es diferente.
Diferencia 2: El cerebro usa una memoria de contenido direccionableCuando accede a un dato almacenado en la memoria, el microprocesador que controla el funcionamiento de un ordenador se dirige a una posición precisa dentro de ella. Esta forma de funcionamiento es, desde el punto de vista electrónico, la más adecuada. Sin embargo, el cerebro funciona de una manera completamente diferente.Cuando un cerebro intenta recuperar algún dato almacenado en su memoria, trabaja de una forma similar a la que emplea un buscador Web. Por ejemplo, si pensamos en la palabra “zorro”, nos vienen a la mente un montón de datos relacionados con ese término, desde la imagen de un animal hasta el contenido de algún capitulo de una serie televisiva.
Un ordenador puede “simular” que funciona de esa manera. Justamente, un buscador como Google crea enormes bases de datos relacionando palabras con contenidos que, a la hora de buscar algo, devuelve resultados de una forma similar a la empleada por el cerebro. Pero nativamente un ordenador no funciona así.Aunque ésta podría parecer una diferencia casi sin importancia, tiene profundas implicancias en el funcionamiento de ambos elementos.
Diferencia 3: El cerebro funciona en paralelo, los ordenador de forma serial.Aquí no estamos refiriéndonos a la clase de paralelismo que puede exhibir un ordenador dotado de varias CPUs, sino a la forma en que funciona el cerebro. A pesar de que durante décadas los científicos han intentado asociar zonas del cerebro a funciones especificas como el habla, la visión o la memoria, lo cierto es que la realidad es bastante mas complicada. Por ejemplo, en los últimos años se ha descubierto que las regiones de "memoria" (como los hipocampos) juegan un papel importante en funciones tales como imaginación o la navegación espacial, entre otras y diversas funciones. Esto lo que permite a muchas personas que han sufrido la perdida de partes de sus cerebros funcionar, a menudo, de forma normal. Un ordenador, sin una parte del mismo, salvo contadísimas excepciones (algunos se construyen con discos duros redundantes, por ejemplo), son incapaces de afrontar con éxito un daño similar.

El cerebro no funciona como un reloj.
Diferencia 4: El “ritmo” del procesamientoUn ordenador posee un sistema encargado de generar pulsos de reloj que marcan el ritmo con el que se llevan a cabo la ejecución de las “instrucciones” que realizan las tareas relacionadas con su funcionamiento. Más allá de que su velocidad puede variar, por ejemplo disminuir para ahorrar energía, se trata de un cronometraje preciso.El cerebro no funciona de esta manera. De hecho, hay evidencias que la velocidad de procesamiento de la información por parte de las neuronas está sujeta a una cantidad de variables, entre las que se incluyen el tiempo necesario para que una señal electroquímica cruce axones y dendritas, el tiempo de difusión de los neurotransmisores a través de la fisura sináptica, etc. No existe en el cerebro algo tan concreto como la velocidad de reloj en un microprocesador. Existe evidencia acerca de que “el tiempo” en el cerebro se parece mas a la forma en que mueven las olas en una laguna que con el funcionamiento de un reloj digital.

Chips de memoria.
Diferencia 5: La memoria a corto plazo no es como la RAMEl hecho de que ambos, cerebros y ordenadores, posean una sección llamada “memoria”, y que la empleen en ambos casos para guardar datos no significa, ni cerca, que funcionen de la misma manera.En efecto, aunque la RAM y la memoria a corto plazo del cerebro necesitan energía (un disparo nervioso en un caso y electricidad en el otro RAM), aparentemente la memoria a corto plazo sólo contiene "apuntadores" a la memoria a largo plazo, mientras que la RAM contiene datos que son isomórficos a los que se guardan en el disco duro.Otra importante diferencia es que la capacidad de la memoria a corto plazo del cerebro no tiene límites, mientras que la RAM (algo que dolorosamente comprobamos con frecuencia) es finita.
Diferencia 6: La mente comprende “hard” y “soft”Durante años se pensó que el cerebro era el “hardware” capaz de ejecutar un “software” que era nuestra mente. Es decir, la mente estaba separada de la materia que forma el cerebro. Desafortunadamente, esta distinción no tiene en cuenta un hecho importante: la mente emerge directamente del cerebro, y los cambios de opinión son siempre acompañados por cambios en el cerebro. En un ordenador, ambos elementos están claramente diferenciados.

Puerta lógica típica.
Diferencia 7: Las sinapsis son mucho más complicadas que las puertas lógicasA pesar de que muchos aun creen que los cerebros funcionan basándose en señales eléctricas, tal como ocurre en los circuitos lógicos de un ordenador, la realidad es que entre neuronas se transmiten mensajes compuestos por mensajeros electroquímicos, cuya velocidad es muy inferior a las señales eléctricas.Tal como explica el articulo original, es “equivocado pensar que las neuronas funcionan simplemente como transistores” biológicos.

Mente = Hard + Soft
Diferencia 8: El procesamiento y la memoria se efectúa en por los mismos componentes en el cerebroComo todos los lectores de NeoTeo saben, dentro de un ordenador, el microprocesador se encarga de trabajar con datos que obtiene (y deposita) en los circuitos que forman parte de su memoria.En el cerebro no existe una distinción entre una y otra función. Las mismas neuronas que procesan la información pueden, modificando sus sinapsis, ser el lugar de asiento de la memoria. Por consiguiente (y esto es importante), el proceso mismo de recuperar un recuerdo lo modifica ligeramente, En general contribuye a fortalecerlos, pero también puede hacerlos menos exactos.

Lesión cerebral.
Diferencia 9: El cerebro es un sistema autoorganizadoEsa característica le permite que, en caso de lesiones, zonas del cerebro que no tenían una función idéntica a la perdida asuman la tarea correspondiente. Esto se conoce como "plasticidad inducida por un trauma" y, por supuesto, no existe en los microprocesadores tradicionales.

Ray Kurzweil prevee la integracion cerebro-ordenador.
Diferencia 10: Los cerebros están adosados a cuerposEstá bien: puede parecer una tontería. Pero no es así. De hecho, el cerebro posee grandes ventajas por el hecho de tener un cuerpo a su disposición. Esto le permite utilizar el medio ambiente que lo rodea como una especie de extensión de si mismo.
Por ejemplo, a pesar de con los ojos cerrados podemos intuir la ubicación de los objetos a nuestro alrededor, lo cierto es que utilizando los ojos podemos encontrarlos mucho más fácilmente. De alguna manera, el cerebro delega sus necesidades de memoria en el ambiente en que se encuentra. Al fin y al cabo, no tiene sentido molestarse en recordar la ubicación de cosas si con un vistazo podemos encontrarlas. ConclusiónComo hemos visto, a pesar de que muchas veces se compara el funcionamiento de uno con otro, el cerebro humano es muy diferente a un ordenador. O al menos, a un ordenador actual. Es muy probable que en los próximos años algunas de las características propias del cerebro se apliquen a la construcción de ordenadores. Y más adelante, muy posiblemente el sueño de Raymond Kurzweil se haga realidad, integrando nuestras mentes con los ordenadores del futuro.