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Juan Carlos GilSilvana TapiaLuisa AchaerandioGastón GiribetFrancis VillatoroHéctor SocasIgnacio Cresposistema neuronal cultivado elementalpong y entrenamiento de iabolas de neuronas con astrocitosPongGPUsTPUsFrancis Villatorocélulas pluripotentes inducidas (IPSC)Science CellNeuronIPSCDoomCortical LabsHéctor Socas
Bolas de Neuronas con astrocitos
Con
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Francis Villatoro explica que el sistema neuronal cultivado es muy elemental, con pocas entradas que pueden interpretarse como binarias o un entero corto. Está comparando este sistema con los necesarios para entrenar una IA y resolver el juego Pong.
…que están ahí, ¿no? Eso energéticamente es mucho más barato que tener una nave de CPUs o de GPUs o de TPUs que me está ejecutando mi software. Entonces tienen un artículo 2024 en el que comparan los costes, los costes en energía de su sistema biológico, que Digo hace una chorrada, porque esto, la verdad es que es una chorrada, porque estamos hablando de ocho entradas y que tú la puedes interpretar casi como entradas binarias o poco más, tienen muy poca codificación. Y una consideración de entero corto, un poco más. Es algo muy elemental. Entonces, comparar eso con un sistema de entrenamiento real para resolver el juego del Pong y hacen esa comparación y sacan que energéticamente esto es mucho más favorable y que va a haber un futuro maravilloso en el que, en lugar de GPUs y TPUs, pues todo el mundo utilizará este tipo de sistemas orgánicos, tanto en 2D sobre electrodos como en 3D, que es el tema en el que están trabajando ahora mucho, de quedar esas bolas, bolas de neuronas con astrocitos para que las alimenten y por fuera en la superficie con electrodos hacer pues toda la entrada y salida con esas bolas, ¿no? Pero no comparan el gasto energético no lo hacen por teraflop, ¿no? Porque si no, no, no, no, no, lo hacen por esto me ha gastado tanto y esto tanto para jugar al Pong, por aprendizaje, ¿vale? Dicen que esto aprende mucho más rápido, pero claro es que a las…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica el estado actual del desarrollo de la inteligencia artificial basada en organoides, una tecnología tridimensional que utiliza pequeñas bolitas de neuronas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12organoides inteligencia artificialneuronas bolitas tecnología tridimensionalelectrodos para organoides francis villatoro…biológica sintética, la más avanzada, que es la de esta compañía, que es en plano, en una patada de Petri, puramente en un sustrato plano, y después la versión en 3D, que es utilizando organoides, a eso le llaman inteligencia con organoides, organoidal, Organoid intelligence. Entonces esa parte está mucho menos desarrollada, la parte 3D, pero ya hay organoides, hay pequeñas bolitas de neuronas; ahora contaremos todo lo que necesita además de las neuronas y con electrodos por fuera puedo meter información, excitar eléctricamente a algunas de las neuronas y leer información con electrodos, obtener información de ese paquetito de neuronas. Aquí se hace en plano. ¿Y cuál es este dispositivo que se publicó en 2022 en la revista Neuron? El primer autor es, digamos, el jefe de la compañía, el CEO de la compañía, es Brett Kagan, que se ve, por supuesto, sale en el vídeo, no, tiene que salir, y ha escrito muchos artículos…
Francis Villatoro describe el proceso para crear una capa de neuronas utilizando células pluripotentes inducidas (IPSC), explicando cómo estas se diferencian en neuronas y la adición de astrocitos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2ipsc de humanos o ratóncultivo de neuronas en placas petri25000 ipsc por centímetro cuadradoastrocitos apoyando a las neuronasneuronas diferenciadas desde ipscastrocitos en cultivo neuronalcolado de células pluripotentes100000 neuronas por procesoastrocitos de science cellcultivo neuronal con astrocitosrelación alimentación neuronas astrocitos…de 26 .000 electrodos que algún día en el futuro desearíamos y soñamos que podamos acceder a cada uno. uno de ellos individualmente en escritura y lectura, pero que ahora mismo tenemos que seleccionar 32 suficientemente bien separados para poder escribir. En el juego Pong, que publicaron en 2022 en Neuron, solo se utilizaban 8, solo 8 electrodos de escritura. ¿Qué hacemos con esa matriz de electrodos? Lo que vamos a hacer es poner una capa de neuronas, pero por supuesto las neuronas necesitan una serie de células que las apoyen, astrocitos, entonces, ¿cómo yo pego ahí encima una capa de neuronas? Por lo que hago es un cultivo de neuronas, utilizando células madre pluripotentes inducidas, las famosas IPSC. Las puedo obtener a partir de humanos o a partir de ratón; aquí se han utilizado ambas, en experimentos diferentes obviamente. Yo puedo hacer un cultivo, unas placas de Petri con un alimento adecuado para que sobrevivan bien esas células pluripotentes, que son 24 pocillos, pues yo en cada pocillo meto unas 25.000 IPSC, células pluripotentes, por centímetro cuadrado y obtengo un cultivo del orden de un millón de estas células. Yo con ciertas sustancias químicas y con lentivirus puedo modificar Esas células pluripotentes y hacer que se diferencien, por ejemplo, neuronas. Entonces yo hago ese proceso, es un proceso que dura varios días, y se logra que del orden de unas 100.000, en lugar del millón, básicamente voy a colar millón, millón y pico de células pluripotentes; voy a obtener del orden de unas 100.000 neuronas. Y además tengo que añadir astrocitos, los astrocitos no los Genero por diferenciación de las células pluripotentes, sino que los compro. Hay empresas que te lo venden, Science Cell en este caso, te vende astrocitos, entonces tú añades los astrocitos y todo esto durante varios días hace que, bueno, pues parezca que el sistema está funcionando y esas neuronas y esos astrocitos están bien conectados y hay una buena relación de alimentación de las neuronas a través de los astrocitos. Entonces, una vez que tienes ese cultivo ya funcional, ahora Lo sacas de tus pocillos de la placa de Petri y lo pones justo encima de los electrodos; esperas también un par de días para verificar que todo vaya bien, por supuesto le das alimento de vez en cuando. El vídeo se ve perfectamente; es como un chupito, vasito…
Francis Villatoro describe el contenido visual de un artículo científico sobre inteligencia artificial basada en organoides, mencionando imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17microscopía electrónica de organoidesneuronas funcionales en electrodoscélulas prolipotentes y neuronasfrancis villatoro y organoides…por supuesto le das alimento de vez en cuando. El vídeo se ve perfectamente; es como un chupito, vasito de chupito, pequeñito así, un plástico que tiene dentro un poquito de líquido y tienes ahí los electrodos y las neuronas justo encima de los electrodos. El artículo contiene obviamente imágenes por microscopía electrónica que te muestran perfectamente que se ven ahí los electrodos y se ven las neuronas encima, ¿no? Entonces, aunque inicialmente empecé con unas del orden del millón de células prolipotentes, al final me quedo pues con un número de neuronas efectivo y funcionales que no sé muy bien cuál es, pero que puede ser pues del orden. pues pongamos de 100.000, ¿no? Puede haber un factor de 1 a 4 en lo que he perdido. Entonces lo que yo tengo son ahí unas neuronas que están vivas, que puedo sostener vivas durante meses, unos 6 meses, y a las que yo puedo, en algunos electrodos, inyectar…
Francis Villatoro explica cómo codifica la posición horizontal de la bola en el juego Pong, utilizando la frecuencia de la señal eléctrica enviada a un electrodo.
Habla: Francis VillatoroPalabras #9frecuencia pong señal eléctricaelectrodo pong posición horizontalhercios pong pared opuestabola acercándose a la palaposición horizontal con electrodo pongruido al impactar bola pared pongimpacto pala pong sin ruido…electrodos, que son los ocho en los que voy a codificar la posición vertical. Entonces dependiendo de, solo voy a excitar uno de esos electrodos y es el que corresponda a, si eso está en horizontal lo pongo en vertical, a la posición vertical aproximada de la Bola, ¿y cómo codifico la posición horizontal con una frecuencia? La señal eléctrica que yo meto en ese electrodo, que tiene una pequeña duración, tiene una frecuencia. Si la frecuencia es de 4 hercios, es que la bola está en la pared opuesta a donde está la pala y la frecuencia crece linealmente conforme la bola se va acercando hasta una frecuencia máxima de 40 hercios en la pared en la que se encuentra la pala. entonces con frecuencia codifico la posición horizontal con posición física del electrodo, codifico la posición en vertical y si la bola cuando llega a la pala choca contra la pala pues no hay ruido y cuando llega a la pared porque la pala no la ha chocado pues genera el ruido que se supone que debe de molestar a ese sistema neuronal. Y así se consiguió, de una manera muy muy sencillita, que más o menos jugara el juego, el juego del Pong, es una cosa muy simplificada, entonces eso es lo que tenemos y eso no ha mejorado significativamente hasta 2026. Al menos lo que se ofrece en el cloud, en el sistema este de servicio o en la nube para acceder a este tipo de equipos, lo que se ofrece.…
Francis Villatoro explica que el sistema neuronal cultivado es muy elemental, con pocas entradas que pueden interpretarse como binarias o un entero corto. Está comparando este sistema con los necesarios para entrenar una IA y resolver el juego Pong.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1sistema neuronal cultivado elementalpong y entrenamiento de iabolas de neuronas con astrocitos…que están ahí, ¿no? Eso energéticamente es mucho más barato que tener una nave de CPUs o de GPUs o de TPUs que me está ejecutando mi software. Entonces tienen un artículo 2024 en el que comparan los costes, los costes en energía de su sistema biológico, que Digo hace una chorrada, porque esto, la verdad es que es una chorrada, porque estamos hablando de ocho entradas y que tú la puedes interpretar casi como entradas binarias o poco más, tienen muy poca codificación. Y una consideración de entero corto, un poco más. Es algo muy elemental. Entonces, comparar eso con un sistema de entrenamiento real para resolver el juego del Pong y hacen esa comparación y sacan que energéticamente esto es mucho más favorable y que va a haber un futuro maravilloso en el que, en lugar de GPUs y TPUs, pues todo el mundo utilizará este tipo de sistemas orgánicos, tanto en 2D sobre electrodos como en 3D, que es el tema en el que están trabajando ahora mucho, de quedar esas bolas, bolas de neuronas con astrocitos para que las alimenten y por fuera en la superficie con electrodos hacer pues toda la entrada y salida con esas bolas, ¿no? Pero no comparan el gasto energético no lo hacen por teraflop, ¿no? Porque si no, no, no, no, no, lo hacen por esto me ha gastado tanto y esto tanto para jugar al Pong, por aprendizaje, ¿vale? Dicen que esto aprende mucho más rápido, pero claro es que a las…
Francis Villatoro describe un sistema nervioso simplificado con neuronas conectadas a electrodos, observando plasticidad y reorganización neuronal bajo estimulación y ruido.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5plasticidad neuronal bajo estimulaciónreorganización neuronal con ruidosistema nervioso simplificado con electrodosneuronas biológicas jugando al doom…Pero no solo la campaña; claro, se supone que lo que están haciendo aquí es aprender. La idea es que es un algoritmo de aprendizaje implementado con neuronas biológicas que aprenden lo que yo quiero que aprendan. No aprenden lo que es de manera natural. Las neuronas en un entorno, en un sistema nervioso simplificado. Estos son neuronas puestas una encima de otra en unos electrodos, que tampoco tengo muchas cosas. Pero las imágenes de microscopía, por ejemplo, indican que hay una cierta plasticidad, es decir, que esas neuronas están vivas y que se reorganizan, conforme yo las voy excitando y las voy perjudicando metiéndose ruido. Pero digo, todo esto está todavía muy, muy verde, pero bueno, es algo que promete avances que habrá que seguir. Yo tengo bastantes dudas de que realmente, no digo que no, pero creo que no está claro que realmente estas neuronas biológicas estén aprendiendo a jugar al Doom. Entonces, yo estuve viendo el vídeo y en mi opinión, Aquí no hay paper, ya lo dijo Francis; el paper, el que hay, es el del PON de 2022, 2023, lo que sea. Aquí no se ha publicado nada, ni siquiera en Archive; no hay nada escrito. Hay un vídeo de YouTube que, bueno, pues tiene la credibilidad que cualquier vídeo…
Héctor Socas plantea la posibilidad de utilizar una red neuronal para interpretar preguntas de un examen, comparando el proceso con el 'juego del teléfono' y destacando la necesidad de traducir los estímulos generados por las neuronas.
Habla: Héctor SocasSignificado #19red neuronal para interpretar examentraducir estímulos neuronas biológicasneuronas sin ojos conectadas…hace es que toma lo que dicen las neuronas y lo convierte en inputs para el juego. Se lo pasa al ordenador que está corriendo el Doom para decirle: ahora dispara, ahora camina hacia la derecha, ahora camina hacia adelante. Entonces hay tres redes neuronales. Yo me voy a llevar una de esas, una red, para que me ayude a interpretar las preguntas de un examen que tengo que hacer. Me va a ayudar a interpretar las preguntas. Pero esto es como el juego del teléfono, parece que se van pasando, claro; entre que te pasas la información, igual al otro lado llega un poco... Lleva un poco procesada para ganar, a lo mejor. Entonces, claro, yo entiendo que es necesario, porque de alguna forma hay que traducirle lo que está produciendo el juego, porque las neuronas biológicas no tienen ojos, son como nosotros, son unas pocas neuronas ahí conectadas que no tienen sentido; entonces alguien les tiene que traducir a estímulos eléctricos lo que está pasando en el juego. ¿Y cómo lo hacemos? No sabemos cómo hacerlo, entonces cuando tú no sabes cómo hacer algo, lo mejor es poner una red neuronal y que aprenda. Entonces hay una red neuronal artificial, electrónica, que está aprendiendo cómo pasarle los inputs a las neuronas biológicas, y luego lo…