Cuando a un chip de computación que juega al Donkey Kong se le aplican las herramientas que se usan para analizar el cerebro humano, ¿es posible averiguar cómo funciona el hardware?

Muchos planes de investigación, como la iniciativa BRAIN (cerebro) del Gobierno de Estados Unidos, buscan construir grandes y detallados conjuntos de datos que describan cómo están ensamblados las células y circuitos neuronales. La esperanza es que los algoritmos de análisis de datos ayuden a los científicos a entender cómo funciona el cerebro. 

Pero esos tipos de conjuntos de datos no existen aún. Así que el investigador de la Universidad de California en Berkeley (EEUU)  Eric Jonas y el de la Universidad Northwestern (EEUU) Konrad Kording se preguntaban si podrían emplear su software analítico para averiguar cómo funciona un sistema más sencillo.

Crédito: uberretroguy.

Se decidieron por el icónico microchip MOS 6502, que se encontraba en el interior del Apple I, del Commodore 64 y la consola de videojuegos Atari. A diferencia del cerebro, este trocito de silicio está hecho por el hombre y se entiende totalmente, hasta el último transistor.

Los investigadores querían comprobar la precisión con la que su software era capaz de describir su comportamiento. La idea era poner el chip a jugar a diferentes videojuegos (incluidos Donkey Kong, Space Invaders y Pitfall) que ya han sido dominados por algunos programas de inteligencia artificial (IA),  y captar el comportamiento de cada transistor mientras (generando alrededor de 1,5 GB de datos por segundo en el proceso). Entonces, aplicarían sus herramientas analíticas a los datos para comprobar si podían explicar cómo funciona realmente el microchip.

Crédito: Jason Harders (YouTube).

Por ejemplo, emplearon algoritmos capaces de sondear la estructura del chip, que sería el equivalente electrónico de un conectoma del cerebro, para identificar la función de cada área. Mientras que el análisis podría determinar que transistores distintos jugaban papeles diferentes, los investigadores han escrito en PLoS Computational Biology que los resultados "no se acercan ni de lejos a entender cómo funciona el procesador".

En otra parte del experimento, Jonas y Kording extrajeron un transistor del microchip para averiguar qué pasaría con el juego que ejecutaba en esos momentos, tal y como hacen los estudios de lesión en los que se compara el comportamiento de antes y después de extraer una parte del cerebro. Mientras que la extracción de algunos transistores impidió la operación del juego, el análisis no fue capaz de explicar por qué.

Crédito: Karls 493 (YouTube).

En este y otros análisis, los enfoques proporcionaron resultados interesantes, pero no suficientes detalles para describir cómo funciona el microchip. "Mientras que algunos de los resultados proporcionan pistas interesantes sobre lo que podría estar pasando", explica Jonas, "la brecha entre lo que constituye un 'entendimiento real' del procesador y lo que podemos descubrir con estas técnicas es sorprendente". 

Merece la pena señalar que los chips y los cerebros son bastante diferentes: las sinapsis no funcionan igual que las puertas lógicas, por ejemplo, y el cerebro no distingue entre software y hardware como un ordenador. Aun así, los resultados, según los investigadores, sí remarcan algunas consideraciones para establecer un entendimiento del cerebro a partir de enormes conjuntos de datos.

Así que amasar un puñado de conjuntos de datos de alta calidad del cerebro podría no ser suficiente para que desentrañemos el proceso neuronal. Segundo, sin muchos conjuntos de datos detallados que analizar aún, los neurocientíficos deberían seguir siendo conscientes de que sus herramientas podrían proporcionar resultados que no describan totalmente la función cerebral.

En cuanto a la pregunta de si la neurociencia puede explicar cómo funciona Atari, la respuesta es: de momento, no mucho.

(Para saber más: La inteligencia artificial de Google juega al Space Invaders mejor que los humanos, EEUU invierte 60 millones de dólares para enterarse de lo que pasa en el cerebro)