Los memristores son un tipo de elemento electrónico que reproducen el funcionamiento de las sinapsis, o señales que transmiten un impulso nervioso entre neuronas, destacaron los investigadores en la revista Mathematics.
Según los científicos, el uso de estos dispositivos es hoy cada vez más relevante en diversos campos, pues permiten desarrollar nuevas arquitecturas informáticas aprovechando su paralelismo, independencia energética y bajo consumo, pero por ahora casi no hay estudios dedicados a la aplicación de memristores en sistemas biológicos funcionales.
En el artículo, los científicos proponen un mecanismo que describe una forma de controlar la dinámica de una red neuronal utilizando memristores. El estudio, según los autores, supone un paso importante en el desarrollo de neurointerfaces invasivas y es de gran valor para el avance de métodos de diagnóstico y terapia de la epilepsia.
"Hemos demostrado cómo los memristores que imitan la plasticidad dependiente del tiempo de los impulsos, o STDP, pueden utilizarse para controlar la dinámica de una red neuronal. En experimentos neurobiológicos, se ha demostrado que la STDP es un elemento crucial en la regulación de la actividad cerebral sincrónica. La STDP determina la fuerza de las conexiones entre neuronas y permite modelizar aquellos procesos del desarrollo del sistema nervioso que dependen de la actividad", afirmó Serguéi Stasenko, profesor asociado del Departamento de Neurotecnología del Instituto de Biología y Biomedicina de la Universidad Lobachevski.
Según los autores, el uso de memristores permitirá desarrollar toda una serie de nuevos dispositivos electrónicos basados en principios cerebrales, con mayor funcionalidad que la electrónica convencional.
"También hemos demostrado cómo se integra un dispositivo memristor en un modelo biológicamente plausible de regulación de la dinámica de redes neuronales. Nuestro modelo no sólo demuestra los efectos de la regulación de redes como en el cerebro biológico, sino que también consta de elementos que pueden incorporarse al hardware", subrayó Stasenko.
En el trabajo fue utilizado un prototipo matemático de memristores, ya que la producción en serie de microchips con memristores aún no ha comenzado, explicaron los científicos.
"Se trata ante todo de una investigación fundamental en la encrucijada de las matemáticas, la neurobiología, la física y la ciencia de los materiales, cuyo objetivo es ofrecer nuevas oportunidades en el campo de los sistemas informáticos neuromórficos aplicados", señaló Stasenko.
En el futuro, el equipo de investigación pretende desarrollar modelos matemáticos y dispositivos para sistemas informáticos neuromórficos, que permitirán simular funciones de información más complejas del cerebro.