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CEREBROS COLECTIVOS EN ANIMALES, HUMANOS Y ROBOTS

Domingo, marzo 30, 2008 Deja un comentario

Los grupos animales actúan con un cerebro colectivo

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Leyes simples les permiten moverse como si formaran parte de un único organismo

….Es el caso de Ian D. Couzin, de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos y de Nigel Franks, de la Universidad británica de Bristol. Cerebro colectivo.
Los trabajos de Couzin a este respecto han resultado reveladores. Tal y como publica The New York Times, este científico ha pasado mucho tiempo observando, en Panamá, a las llamadas hormigas devastadoras, una especie que trabaja en comunidad realizando proezas como la de construir puentes con sus propios cuerpos para pasar por lugares hundidos en el suelo, por ejemplo. Según Couzin, la principal razón del desarrollo de esta colaboración tan avanzada se debe a que algunos animales han pasado mucho tiempo adaptándose a vivir en grandes grupos. El estudio de otras agrupaciones –de pájaros, peces o langostas- ha llevado a Couzin y a sus colegas a descubrir leyes simples que permiten a dichas agrupaciones trabajar muy bien en conjunto. De esta forma, los grupos llegan a formar un “cerebro colectivo” capaz de tomar decisiones y moverse como si de un único organismo se tratara. A este respecto, Couzin ha publicado recientemente un artículo en la revista Nature.

Leyes naturales y computacionales. Sin embargo, descifrar dichas leyes supone un gran desafío. Para conseguirlo, Couzin ha desarrollado diversos modelos informáticos de enjambres virtuales. Cada uno de ellos contiene miles de agentes individuales, que pueden programarse para seguir varias reglas sencillas. Para determinarlas, Couzin y su equipo observaron el comportamiento de animales en selvas, desiertos y océanos.En Panamá, por ejemplo, Couzin y Franks filmaron a las hormigas devastadoras para posteriormente analizar en laboratorio, paso a paso, el movimiento de 226 individuos. Así, descubrieron que los modelos informáticos podían predecir sus comportamientos, cuyo objetivo principal es avanzar tan rápido como sea posible.Por ejemplo, descubrieron que las hormigas devastadoras no se comportaban de igual forma cuando se alejaban del nido que cuando volvían a él: al salir avanzaban formando dos sendas que rodeaban a una senda central, por la que regresaban al nido otras hormigas. De esta forma tan inteligente, las hormigas esquivan el desarrollo de atascos.

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Toma de decisiones

Por otro lado, Couzin y sus colaboradores han construido un modelo informático que refleja el flujo de información que se da en los enjambres. Cada individuo debe equilibrar dos instintos: el de permanencia en el grupo y el de moverse en la dirección deseada. En realidad, lo que sucede es que sólo unos pocos líderes son capaces de guiar de manera efectiva a los enjambres.Para ello, no necesitan enviar ninguna señal especial a los animales que les rodean, sino que crean una tendencia en el movimiento del grupo que lo dirige hacia una dirección particular. En el modelo desarrollado por Couzin, el enjambre es capaz de decidir a qué líder deben seguir. En la Naturaleza ocurriría algo similar: si los líderes tienden a direcciones opuestas, el grupo espontáneamente alcanza el consenso y se mueve eligiendo la dirección de la mayoría.

Couzin ha extendido sus modelos informáticos de estudio de las hormigas a otros animales, como peces y pájaros, y ha desarrollado programas que consiguen que los ordenadores realicen el mismo trabajo que harían los animales en realidad.

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Entender el porqué

Y, a medida que ha ido investigando los patrones de comportamiento grupal en distintas especies, ha ido encontrando mayor similitud en éstos, es decir, que comparten características fundamentales comunes. La fusión de diferentes ramas de la ciencia ha servido, por tanto, para comprender mejor el comportamiento animal en grupo.Pero, aunque se comprenda el cómo, entender el por qué es una cuestión aparte. Las razones del desarrollo del trabajo en grupos radicarían principalmente, según los científicos, en que de éste se obtiene un beneficio evolutivo, normalmente nutricional.Los grupos de animales, señalan los investigadores, funcionan como una unidad, toman decisiones sobre dónde ir, y también sobre cómo huir juntos de los depredadores. Según Couzin, existe una inteligencia del grupo, que sería la causa de todas estas actitudes.

.Visto en http://www.iasvirtual.net/cereco.gif

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También en humanos y en robots

El profesor Couzin y sus colaboradores han descrito la aplicación de estos modelos a experimentos realizados con humanos en un artículo publicado por la revista especializada Animal Behavior.En este artículo se explica que también en los grupos formados por personas una pequeña minoría informada es capaz de guiar a otros individuos hacia un objetivo sin necesidad de comunicación verbal o por señales específicas.

Los resultados del experimento sugirieron que la posición especial inicial de los participantes informados influenciaba el movimiento del grupo, lo que podría tener implicaciones en el control de masas o en la planificación de evacuaciones en caso de emergencia.

Por último, lo aprendido de los animales se quiere aplicar a la robótica, para la programación de agrupaciones de robots, de manera que éstos puedan realizar con mayor eficiencia labores de recogida de información en lugares peligrosos.

Identificada la parte del cerebro que decide qué cosas valen la pena recordar

FUENTE | Agencia EFE

Científicos de Suecia han identificado los ganglios basales como la parte del cerebro que decide qué cosas valen la pena recordar y qué otras no para así desocupar la memoria temporal y hacer que ésta trabaje de una manera más rápida y eficaz…..

Este estudio, que puede ayudar a comprender mejor el proceso de la memoria en los humanos, toma el testigo de una investigación de científicos estadounidenses publicada en junio y que aseguraba que olvidar la información menos importante hace que sea más sencillo recordar la más relevante.

Es en ese proceso selectivo de información necesaria en el que entra en juego los ganglios basales, importantes núcleos cerebrales interconectados con la corteza cerebral, el tálamo y el tallo cerebral y que en los mamíferos están asociados a la función motriz, emocional, de aprendizaje y de pensamiento.

Estos núcleos actúan como una especie de vigilante a la entrada de una discoteca que sería la corteza prefrontal, parte del cerebro que interviene en el proceso de recuperación de las informaciones guardadas en la memoria.

“Podemos almacenar información en la memoria de trabajo en la medida en la que recordamos la información relevante. El modo en que se ejecuta esta selección de los asuntos importantes de recordar es lo determinante”, afirman los expertos en la revista. “En nuestra investigación mostramos que la actividad de la corteza prefrontal y de los ganglios basales precede al filtro de información irrelevante y que esa actividad indica hasta qué punto sólo se almacena la información relevante”, añaden.

Así, en las pruebas realizadas para su investigación, los científicos observaron que las personas que presentaban una mayor actividad en sus ganglios basales eran las que podían retener más información en su memoria temporal en línea. Vieron además que la actividad de este núcleo del cerebro y de la corteza prefrontal se incrementó cuando llegó el momento de decidir si había que recordar ciertos estímulos visuales que los investigadores habían puesto entre las imágenes sólo para distraer.

Nuestro estudio pone de relieve el mecanismo por el que la actividad de los ganglios basales y frontales controla el acceso a la memoria de trabajo en la corteza parietal de los humanos, y supone una importante contribución a las diferencias entre las memorias de los individuos“, apuntan los investigadores.

El término ‘memoria de trabajo’ lo introdujo en 1976 por el psicólogo británico Alan Baddeley para definir a la memoria temporal en línea que el ser humano utiliza para ciertas tareas y para resolver ciertos problemas que se plantean en el día a día.
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EL SONIDO DE LAS NEURONAS

Jueves, marzo 13, 2008 Deja un comentario

ELECTRODOS EN EL CEREBRO—EL MUNDO/13/marzo/2008

Palabras clave: neuronas localibles por sus sonidos, implantes electrodos, activación neuronas impulso eélctricos/electromagnéticos.

Vea cómo se realiza la implantación de los electrodos.Haga clik y Vea en el vídeo cómo se realiza la implantación de los electrodos.

….El paciente está sedado, pero debe permanecer despierto para cooperar con los especialistas. Empieza la fase más complicada: la instalación del electrodo en el punto exacto del cerebro, a través de una cánula.
Para que no interfiera con el sonido que emite el electrodo mientras se atraviesa el cerebro (donde no hay terminaciones nerviosas) se apaga la luz del quirófano. Al cruzar el estriado, bajo el cráneo, se escucha un ruido afilado. “Son las neuronas”, dice Obeso.

Según se acerca la sustancia blanca los saltos en el sonido cada vez son más aislados. “Esencialmente ahí no hay actividad porque ahí sólo hay axones“, señala el neurólogo. Los especialistas siguen con atención la evolución del sonido. El electrodo continúa su camino hacia el objetivo. “Es como si te acercaras al Bernabéu en medio de un partido. Cada vez escuchas más bulla. Es como una marea”, señala Obeso, situado con sus colaboradores junto a una máquina que registra cada entrada en el cerebro.

En el núcleo subtalámico el ruido es de nuevo pronunciado y constante. Obeso y María Rodríguez-Oroz siguen atentamente la evolución. A través del sonido intentan localizar el punto exacto donde situar el electrodo. “Ahí es”, dicen.
Encontrar la diana

Con la colaboración del paciente prueban la diana. Al administrar una pequeña corriente eléctrica, similar a la que recibirá de forma constante cuando esté instalado el dispositivo, evalúan la reacción que provoca la descarga en un brazo, en la boca, en una mano. Comprueban que el paciente ha perdido rigidez y que, por ejemplo, puede abrir y cerrar la mano con menor dificultad que al comienzo de la intervención.

C.M.)

No siempre se da con el objetivo al primer intento. Puede ocurrir que la diana no coincida con las coordenadas y que el electrodo esté en una posición incorrecta. También puede suceder que los especialistas no estén en el plano correcto. En los dos casos tendrían que entrar de nuevo. El próposito es hacerlo el menor número de veces posible para reducir los riesgos.

Es un proceso minucioso. Cuando concluye, se instala el electrodo (de 7,5 mm de longitud y 1,2 mm de diámetro) y se repite el proceso de nuevo en el otro hemisferio del cerebro. La operación, como media, dura entre cuatro y seis horas.

Unos días después se instala la batería que suministrará la energía a los electrodos. La configuración del campo eléctrico, que requiere numerosas pruebas hasta dar con la combinación adecuada, reduce el exceso de actividad neuronal localizado en el núcleo subtalámico, una condición asociada al agravamiento de la enfermedad de Parkinson.