El superordenador Blue Gene de IBM logra simular el cerebro completo de un gato (o el 4,5% de un cerebro humano)

Deep Blue venció a Kasparov al ejedrez y ahora Blue Gene simula mil millones de neuronas y diez billones de sinapsis, el equivalente neuronal al cerebro de un gato. Uno de los superordenadores más rápidos del mundo de IBM ha logrado algo que parecía imposible; eso sí, el consumo energétic0 de Blue Gene es enorme comparado con el del cerebro de un minino (tiene 147 456 procesadores trabajando en paralelo). Nadie duda de que en los próximos años IBM logrará simular un cerebro humano gracias a Blue Gene (nuestro cerebro tiene alrededor de 20 mil millones de neuronas y unos 200 billones de sinapsis); se estima que lo lograrán antes de 2019. El artículo técnico es Rajagopal Ananthanarayanan, Steven K. Esser, Horst D. Simon, Dharmendra S. Modha, “The Cat is Out of the Bag: Cortical Simulations with 10^9 Neurons, 10^13 Synapses,” PDF, IBM, 2011. Visto gracias a Mark Fischetti, “IBM Simulates 4.5 percent of the Human Brain, and All of the Cat Brain,” Scientific American, October 25, 2011.

El simulador cortical masivamente paralelo de IBM se llama C2. Su simulación en el superordenador Dawn Blue Gene/P del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), con 147 456 CPUs y 144 TB de memoria, ha permitido simular 1 617 millones de neuronas y 8,87 billones de sinapsis. La simulación aún no es en tiempo real, se estima que es 643 veces más lenta. Estas simulaciones están financiadas por el programa financiado por DARPA llamado SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) cuyo objeto es lograr simular un cerebro humano completo en menos de una década. No es la primera vez que simula el cerebro de un mamífero y en 2007, utilizado el ordenador Blue Gene/L del Centro de Investigación T. J. Watson de IBM, con 32 768 CPUs y 8 TB de memoria, se logró simular el cerebro de un ratón (un circuito neurocortical con una complejidad similar al cerebro de un ratón).

El elemento básico del cerebro es la neurona, una célula especializada en integrar la información que recibe de unas miles de otras neuronas gracias a sus dendritas y de generar señales que se conectan con otras miles de neuronas gracias a su axón. Cada una de estas conexiones se denominan sinapsis. La corteza cerebral o córtex es una delgada capa de tejido nervioso de unos milímetros de espesor que recubre la superficie de los dos hemisferios cerebrales (gracias a las circunvoluciones su área superficial es de unos 2500 centímetros cuadrados). Se cree que el pensamiento superior (la imaginación, el juicio y la toma de decisiones) se realiza en esta parte del encéfalo. Obviamente, la simulación cortical de IBM utiliza como unidad básica un modelo muy simplificado de una neurona. Estas neuronas reciben y emiten señales en forma de picos de potencial eléctrico. Por ahora no se puede afirmar que estas neuronas “piensen” o algo por el estilo. Pero debemos entender este avance como un paso más hacia una máquina pensante en un futuro (en mi opinión) aún muy lejano.

¿Cuándo se podrá simular un cerebro humano completo en tiempo real? La gráfica de arriba aplica la ley de Moore y estima que para 2019 habrá superordenadores capaces de simular en tiempo real todas las neuronas y todas las sinapsis de la corteza cerebral humana. ¿Para qué sirve todo esto? Por ahora su interés científico y aplicado es limitado (¿para qué sirvió que Deep Blue le ganara a Kasparov?). Pero quien sabe, quizás estamos viviendo la “prehistoria” de las máquinas pensantes.

PS: En menéame he observado que esta noticia ya fue noticia en 2009. La web de Scientific American ha rescatado de nuevo esta noticia, que yo no recordaba, porque en su número de noviembre de 2011 dedican una página a comparar Cerebros y Ordenadores. La figura que ilustra la comparación es la siguiente.


27 Comentarios

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OcasionalOcasional

Si el ordenador no ronronea cuando le acaricias el teclado, es que no lo han conseguido.

David MirautDavid Miraut

Tengo la impresión de que el artículo original se presentó en el Supercomputing de 2009. Como dicen más arriba sólo se ha simulado una conexión entre neuronas arbitraría, lograr que el cerebro se desarrolle “en silicio” es un reto todavía por superar.
En España, hay un buen número de investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos [www.gmrv.es] y de la UPM que están tratando de lograr este objetivo dentro del proyecto Blue Brain, con la intención de mejorar nuestro conocimiento del cerebro y de las patologías a todos los niveles: sinápsis, neuronal…

emulenewsemulenews

Gracias a todos por vuestros comentarios … y le dedicaré una entrada a John McCarthy (yo estudié LISP hace ya tantos años… y tenía tantos paréntesis).

tu anciana abuela

Yo no creo que con un ordenador digital se pueda simular un cerebro: si/no. La lógica de Boole es magnífica para el ajedrez, pero me temo que tiene poco que ver con las dudas e indecisiones del cerebro; incluso del gatuno.

Por otra parte la lógica es solo una mínima parte del cerebro: nuestras decisiones no son lógicas la mayor parte de las veces; son los sentimientos -hormonas al fin y al cabo, que riegan de repente las neuronas- los que guían nuestro cerebro.

Podemos recitar la tabla de multiplicar con toda frialdad, como Big Blue, pero a la hora de actuar, nos dejamos llevar por el odio, el amor, la vergüenza o la gula. Esa es nuestra lógica: la que nos impulsa a actuar, y no el frío razonamiento.

Seguramente un viejo instrumento análógico, dotado de válvulas, que retransmitiera ondas de probabilidad, como se deja caer gotas de tinta en el agua de un estanque, cuya superficie es a su vez rizada por el viento, tendría mas sentido, que una estricta CPU (o ciento cincuenta mil) marchando al paso de la oca…

…Todo informático conoce la imposibilidad de conseguir Un Solo Número al Azar en un ordenador….

…Big Blue siempre haría la misma jugada ante el mismo movimiento de su oponente…

…Mi gata Misi, con su pequeño cerebro, nunca se comportó a la manera Booleana: unas veces ronroneaba entre las piernas de un extraño, otras le bufaba y arqueaba el lomo… a veces mi cama le parecía calentita y confortable, mientras que otras noches eran puro vagar por lugares recónditos…

,,,,

…desde que la traje a casa, hasta su último suspiro, fue para mi un enigma de preciosos ojos amarillos…

…y de imborrable recuerdo.

Juan Manuel Dato Ruiz

Un artículo decía que desde el ’91 la velocidad de pensamiento humana fue superada por los ordenadores. La dificultad que tiene el cerebro no radica en su modelo matemático, sino en su uso (y su desarrollo sináptico, pero esos son otros berenjenales).

El azar es más fácil de simular en un ordenador que en una persona.

No diré más.

tu anciana abuela

http://www.xatakaciencia.com/psicolo...televisivos

Lee eso: a lo que me refiero es a la gran cantidad de circunstancias que afectan nuestra capacidad de percibir la realidad (si es que somos capaces de percibirla en algún momento).

¿es mas real el mundo cuando nos enfrentamos al inspector de hacienda, o cuando acunamos a nuestro recién nacido entre los brazos? ¿qué lógica seguirá Blue Gene?

¿debemos escondernos ante una amenaza, o salir a salvar a los nuestros? En cada ocasión tomaremos una decisión diferente, basada en experiencias anteriores, miedos acumulados, odios inconfesados. B.G. tomará UNA decisión. Tanta veces se apague y se encienda la máquina, cuando se le haga pasar por el mismo trance tomará La Misma Decisión.

Porque es digital.

El cerebro humano es analógico: la dopamina, la oxitoxina, la adrenalina, o cualquier otra sustancia gotean lentamente, interactúan a modo de ondas que se entrecruzan; las mismas experiencias producen cantidades diferentes de estas sustancias, y su mezcla resulta impredecible. Según el momento, las circunstancias y las vivencias anteriores.

Si bien nuestro cerebro rige en todo el cuerpo, no es menos cierto que el cuerpo entero influye en este órgano: Una noche el cerebro nos inclina a beber porque tenemos mal de amores, pero la mañana siguiente es es el propio cerebro el que paga las consecuencias…

¿Como va a resolver ESO B.G., en su mundo Booleano???

Cuando se consiguió descifrar el Genoma Humano, vimos que Esa No Era La Respuesta. No se trata de contar aminoácidos. Eso lo hace bien un ordenador. Pero la vida no es digital, Es otra cosa: es analógica. Ahora hemos descubierto la Epigenética, que con toda probabilidad será Otra Parte Del Total…

La ciencia es como una Matrioshka sin fin. Nosotros quitamos y quitamos capas, pero con toda probabilidad nunca lleguemos al corazón…

…te recuerdo que en el S XIX algún “espabilao” decidió que estaban a punto de conquistar definitivamente La Fisica.

La Física. ¿imaginas?

Por cierto: en efectosi se sigue utilizando para la lotería el viejo método de las bolitas y el bombo, es precisamente porque el mundo real es analógico, por tanto impredecible. ¿te imaginas que alguien “simulara” el azar en D.G. y le hicieran cantar el Gordo????

j0sejuan

Tú (por muy anciana que seas) también tomarías siempre la misma decisión si te apagaran y encendieran… al mismo estado inicial.

¿En qué te basas para dar por sentado que las experiencias que BG puede asimilar por unidad de tiempo son inferiores a las tuyas?

¿En qué te basas para dar por sentado que la aleatoriedad influye en la decisión?, el cálculo de probabilidades (únicas definiciónes formales [hay varias] de aleatoriedad) advierte que el “conocimiento aleatorio” proviene de nuestra incapacidad de captar un conocimiento más profundo de un experimento “aleatorio”.

Crees saber y dar por hecho (no dudas en tu asertacion) cosas que son muy discutibles.

Juan Manuel Dato Ruiz

Mi experiencia en estos temas es que aun poniendo dos o tres palabras no son capaces de leerlas: la vida es el dogma más intocable que existe. Malo es que haya quienes tengan fórmulas sobre el comportamiento, pero tener que insistir que el hardware ha superado con creces cualquier clase de espectativa es algo que el ser humano sigue sin querer aceptar.

Somos inferiores desde el ’91. Y se ha simulado el modelo matemático del cerebro gatuno (cuando todos deberíamos saber que el ordenador NO ha sido diseñado para eso y, por tanto, se mete en terreno ajeno). Aún así se seguirán viendo señores que le dan aspectos mágicos a algo muy técnico.

Ya he dicho que el uso sigue siendo un misterio, así como el desarrollo: no me vengáis con artículos que ME DAN LA RAZÓN. Porque eso demuestra que Vds dos no leéis. Aún así, sólo porque los sistemas digitales no hayan sido diseñados expresamente para representar procesos cuánticos, aún así, pueden simularlos (con azar y todo). Y esto se puede hacer trivialmente mediante computación cuántica. Que simulada, insisto, irá más lenta. Pero existe.

Espero que después de esta clase para niños pequeños se entienda la problemática como es debido.

Gracias j0sejuan por la paciencia, pero después de tantos años viendo lo que he visto…, yo renuncio a mostrar mis álgebras a este grupo de…

NostramNostram

La implacable Ley de Moore, una vez más en marcha.
Yo me lo creo todo, al cerebro humano, le quedan dos telediarios antes de que sea merendado por la informática o bien a base de fuerza bruta como esta simulación bestial o bien a base de algoritmos cada vez más optimizados.
Ya lo dice Kurzweil, antes del 2.040 seremos como niños en una guardería, atendidos por supra-inteligencias.
Así que si ves las barbas de tu vecino cortar (el gato simulado), pon las tuyas a remojar.

j0sejuan

Lo interesante sería saber a qué conclusiones (acertadas o no) han llegado analizando los modelos implementados.

No es lo mismo implementar una red doble capa con backpropagation (ej. para reconocer matrículas) que lo que hayan hecho ellos… digo.

wachovsky

¿Le damos la razón a Kurzweil entonces? ¿nos fusionaremos luego de 2029 en un híbrido hombre-máquina también llamado singularidad? Kurzweil no me convence, Kaczynski me resulta aunque tan cyberpunk más certero.

Juan Manuel Dato Ruiz

Si eres capaz de saber qué pasará en el 2029 te envidio.

Pero yo de algo estoy seguro, y es que lo que viva deberá sorprenderme con respecto a lo que pensaba que iba a pasar: de lo contrario significaría que la ciencia habrá pegado un enorme frenón en sus avances; y ¡aún estamos en el paleolítico de la informática!

Carlos HerreraCarlos Herrera

para dar significado, pensar, sentir o responder coerentemente un ordenador no tiene por que funcionar exactamente como lo hacen los organismos bioquímicos, el cerebro para extraer un recuerdo le toma tiempo, se cansa, los químicos se agotan con el mismo estímulo a una tasa distinta en cada persona, por eso la música que un día nos gustó y la escuchamos hasta decir basta dentro de 3 meses nos aburrirá y por eso los artistas deben sacar un nuevo sencillo, es gracias al aburrimiento que nuestra sociedad siempre busca cosas nuevas. Eso se puede simular en un ordenador y hacer que pasado cierto tiempo también busque otra cosa que hacer. El cerebro humano debe funcionar con al menos entre unos 10 mil y 100 mil algoritmos, prácticamente nada queda al azar solo si algo afecta nuestro equilibrio bioquímico como estar drogados hará que nuestros parámetros se vuelvan locos momentáneamente.

SchrodingerSchrodinger

Por mucho sentimiento que haya, o influencias hormonales y todo lo que se quiera, el cerebro y las neuronas (hasta que se demuestre lo contrario) funciona por impulsos eléctricos y sus conexiones.

De ahí a que no se haya simulado un cerebro completo sino todas sus conexiones, puesto que no creo que aun sepan todos los impulsos y qué neurona(s) son las que se ponen a transmitir/funcionar cuando se produce un sentimiento o se libera una hormona.
Pero si consiguen simular las conexiones, estas no dependen del azar sino que se deben a un proceso físico o químico (producido por una sensación,sentimiento,hormona o lo que sea) que hace que se transmita “algo”, y llegado a ese punto, parece viable hacer la analogía con unos y ceros.

Lo de simular el gato de Schrödinger lo veo más complicado xD

espaidualespaidual

siento poner éste comentario, pero creo que es una reflexión que hay que hacer (y si consideras que hay un punto de trolleo eliminalo, porque es lo último que busco)

Me parece muy interesante la controversia que genera aun ahora la inteligencia artificial. Creo que ésta ristra de comentarios demuestra como la sociedad en general está muy mal informada en éste tema y sigue pensando aun que un ordenador solo es capaz de reproducir cálculos, sin saber que la mayoría de decisiones importantes (sobretodo del mundo empresarial e incluso militar) lo toman ordenadores: no porque un genio haya implementado una rutina infalible que el ordenador repita una y otra vez sino porque se ha enseñado a esos ordenadores a aprender, entrenarse, “razonar” (en un sentido muy básico éso sí) y decidir en base a éste razonamiento (a veces de forma determinista, a veces estocásticamente ya sea mediante variables pseudo-aleatorias o algoritmos de entropia). No solo funcionan sino que la forma como “aprenden” estas IAs y los errores que cometen en ese proceso son muy parecidos a los que haría un humano (un niño pequeño generalmente).

Y ésta tecnologia ha evolucionado hasta tal punto que se han cruzado las lineas: la que separa ciencia de ciencia-ficción y lo que la gente esta dispuesta a aceptar como realidad. Porque?
Es muy evidente. En el fondo el problema que genera la existencia de la IA es que plantea, de forma necesaria, una revisión urgente del concepto de libre albedrío: Lo único que queda de “mágico” en la vida y los seres humanos. Aceptar que podremos reproducir artificialmente la forma de pensar de los seres humanos y a la vez no modificar los cimientos del “credo” (sin connotaciones peyorativas) de uno mismo es perder el contacto con la realidad.

tu anciana abuela

Es completamente cierto lo que dices. Los aviones hoy en día, por ejemplo, no es concebible hacerlos volar sin su correspondiente aviónica. De ese tema conozco mas o menos, pero habrá cientos de casos mas.

Por ejemplo, no tenemos mas que pedir a Google que traduzca del inglés al español para ver cómo ha mejorado la técnica en estos pocos años.

En cuanto al “libre albedrío”, parece que cada vez se aleja mas del mundo real. Queda ahora la cuestión filosófica de cómo tratar a los criminales:

¿quitamos las penas anejas a las obligaciones éticas y legales, pues los humanos, al no poseer libre albedrío, no son responsables de su incumplimiento?

o bien..

¿endurecemos las penas anejas a las obligaciones éticas y legales, pues los humanos al no poseer libre albedrío, solamente el miedo al castigo puede inclinarles hacia su cumplimiento?

Bueno, supongo que con tantos temas como toca nuestra querida Mula, este es uno de los pocos que no incluye.

Carlos HerreraCarlos Herrera

Creo que lo que nos están de algún modo diciendo las computadoras y todas esas investigaciones es que ellas están casi tan programadas como nuestro cerebro. Obviando los instintos y emociones universales que escribió el ADN en nosotros y que ya todos conocemos como nadie escapa a ellos, el propio cerebro consciente ubicado en el neocortex del lóbulo prefrontal, ese que dice tomar decisiones y que en realidad no es consciente de casi nada de lo que hace su cuerpo, es simplemente el subproducto resultante del Típo de Estímulo Entrante, de la red de Memoria activada y de las Reacciones Asociadas que SOLO activa ese estímulo específico en determinado individuo, todo alojado en una estructura hecha para sobrevivir, es así como todo estímulo primero pasa por el cerebro reptil (que mide lo que es bueno o malo para el individuo), el cerebro mamífero (que calcula si lo que es bueno para el individuo es también bueno para la sociedad) y por último estos datos son vomitados al neocortex donde siguiendo las probabilidades decide hacer una u otra cosa o símplemente no hacer nada. La supercomputadora Watson de IBM que emite respuestas probabilísticas hace algo muy parecido respondiendo a cualquier pregunta que se le haga y es apenas una pequeña muestra de lo que viene en materia de dispositivos verdaderamente inteligentes.

emulenewsemulenews

Javier, yo soy gran aficionado a Win Mertes y a la música New Age de los 1980.

Aún así te recuerdo que la música minimalista es la más fácil de imitar por parte de una máquina y que hay programas de ordenador que componen obras “bastante aceptables.” Igual que pasa con los programas que juegan al ajedrez, los que componen música minimalista y electrónica se basan en un análisis estadístico de los gustos y obras de los grandes compositores, y hoy en día, para un oído no experto, dan bastante el pego.

Por supuesto, yo prefiero al guitarrista que se puso a “aporrear” el piano…

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=4WdrYjVgorg]

emulenewsemulenews

También era oyente diario de Diálogos en los 1980 y 1990 , aunque no aguantaba a Trecet. Pero con el cambio de siglo abandoné a don Ramón…

Conozco a Reich, pero le he escuchado mucho menos que a Glass. Quizás influya que Glass ha realizado gran número de bandas sonoras.

emulenewsemulenews

Javier, volvemos a coincidir. De hecho, en mi opinión, Philip Glass es el mejor músico de todos los que se han enmarcado en la New Age.

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=b26E0D2pm1c&hd=1]

Juan Manuel Dato Ruiz

Ciertamente se han cometido muchos delitos en nombre de la IA. Por desgracia incluso en este país, sólo que indirectamente (robots construidos para hospitales que no cumplían unas restricciones propias de ingeniería…, sino de IA). Pero, de todo lo que has dicho, me quedo con ese aparente dilema: ¿podemos eliminar a un reducto de vida? Si la creamos en computadora es innegable que estaremos matando (independientemente de que esté tipificado en el código penal), y si es un ser humano y hemos considerado exactamente la misma valía que para el computador, entonces ¿qué nos impide jugar con las vidas ajenas (salvo la ley)?

La respuesta está en algo que no le atañe a la ciencia tener que aceptar su existencia. Quizá por eso es más materia de la filosofía ese tipo de asuntos, pues filosóficamente hablando sólo podrá satisfacernos la respuesta que incluya la libertad del que vive por encima de los determinismos físicos.

Ciertamente, esto daría para hablar. Aunque algunos estamos fuertemente definidos y me consta que eso le cabrea a muchos.

Juan Manuel Dato Ruiz

Absolutamente nada de de lo que dices tiene que ver con la informática. Sigue intentándolo – yo sólo he perdido un par de minutos comprobándolo y leyendo tus aportaciones.

Por otro lado, el Blue Gene se basa en el hardware; tampoco tendría nada que ver con lo que aquí se expone.

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