•Notícia

Comprendre i imitar un sistema de màxima complexitat com el del cervell humà per millorar sistemes no tant eficients i poder aplicar aquest coneixement a la tecnologia és l’objectiu dels projectes final de carrera que han desenvolupat Rosendo Garganta i Àlex de San Fulgencio, estudiants d’enginyeria industrial i d’enginyeria en automàtica i electrònica industrial a l'Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial i Aeronàutica de Terrassa (ETSEIAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), respectivament. I ho han fet construint una xarxa de petits dispositius electrònics convencionals que simulen cèl·lules nervioses: és a dir, un cervell electrònic.

Amb components electrònics estàndard (resistències, condensadors, bobines i amplificadors operacionals), programats adequadament i disposats en forma de xarxa, han aconseguit simular el comportament de les neurones quan es comuniquen entre si dins del cervell. El seu model és original perquè, tot i que hi ha altres models electrònics de neurones al món, els experiments realitzats a la UPC involucren xarxes complexes de neurones electròniques, i les conclusions a les que han arribat són inèdites.

Rosendo Garganta ha estudiat a través del cervell electrònic alguns dels fenòmens que es produeixen en petites estructures de comunicació neuronal. Rosendo ha reproduït el procés a través del qual les neurones sensorials, aquelles que s’encarreguen de rebre estímuls físics del nostre entorn (llum, tacte, olor, sabor i soroll), emeten un missatge codificat en forma de potencials d’acció. Aquest missatge es propaga a través d’una xarxa de neurones del sistema nerviós fins a arribar a un conjunt de neurones motores amb la finalitat d’activar un múscul i executar un moviment de l’organisme.

Amb aquest estudi, Rosendo Garganta ha determinat l’arquitectura òptima que haurien de tenir les xarxes de neurones perquè siguin robustes per fer front a danys cerebrals i perquè, alhora, siguin altament eficients en la correcta codificació de missatges. De fet, els danys ocasionats per malalties neurodegeneratives com ara el Pàrkinson, el Huntington o l’Alzhèimer afecten la propagació de senyals elèctrics degut a alteracions en l’arquitectura de xarxes neuronals. “El meu treball sobre les xarxes locals de cèl·lules nervioses es pot extrapolar a qualsevol sistema que pugui ser descrit amb models de xarxes complexes, com ara la xarxa de subministrament d’aigua, la xarxa elèctrica o Internet. Les meves conclusions haurien de permetre dissenyar xarxes tecnològiques on la informació pugui viatjar d’una manera més segura, ràpida i amb més qualitat. Després de tot, el cervell és el sistema més eficient que existeix. Una manera de millorar la tecnologia és prestar atenció a com opera el cervell.”

Alex de San Fulgencio ha utilitzat el cervell electrònic, construït amb Rosendo Garganta, per experimentar i estudiar el fenomen de la ressonància fantasma. La ressonància fantasma és l’efecte sonor que es produeix a l’oïda humana quan identifiquem el to d’un so complex format per múltiples freqüències. En aquestes situacions es pot percebre una freqüència que no forma part del so, el que s’anomena il·lusió de la fonamental perduda, o ressonància fantasma. Aquest fenòmen s’utilitza en alguns sistemes d’àudio per reproduir freqüències baixes que no es poden generar directament.

De San Fulgencio ha injectat senyals de diferent freqüència al cervell electrònic i ha observat en detall per què i com es produeixen les ressonàncies fantasmes. Aquesta és la primera vegada que s’observa aquest fenomen dins d’una xarxa complexa de circuits electrònics. L’estudi permet entendre millor com el cervell processa informació complexa.

Actualment, Rosendo Garganta i Àlex San Fulgencio han iniciat una aventura empresarial. Estan treballant en el procés de creació d’una empresa pròpia de distribució d’equipament tècnic per a laboratoris mèdics amb servei tècnic inclòs.

Gràcies a la construcció d’aquest cervell electrònic, altres estudiants del Campus de la UPC a Terrassa podran realitzar experiments. Un d’ells, iniciat recentment per un grup d’estudiants, és per determinar l’estructura més òptima per propagar la informació.