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Electrodos para organoides Francis Villatoro
Ep549: Agujeros Negros; IAlucinaciones; Engranajes; Materia Oscura; Doom Neuronal
12 de marzo de 202611 momentos
Con
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Francis Villatoro explica el estado actual del desarrollo de la inteligencia artificial basada en organoides, una tecnología tridimensional que utiliza pequeñas bolitas de neuronas.
…se mueren. Tienen un sistema de alimentación y de recolección de basura, es fascinante eso. O sea, se te muere la CPU, macho. Pero bueno, o sea que el vídeo pues hay que verlo con ese pizca de sal y la parte Doom hay que verla con muchísimas comillas, ¿no? Pero lo interesante es la idea, lo que se está trabajando y lo que se ha hecho en estos últimos años, desde el año 2002, en esto que llaman inteligencia biológica sintética, en inglés SBI y hay como dos líneas de inteligencia 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…
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 #1 · Palabras #1inteligencia biológica sintética sbiplacas de petri e inteligencia biológicaorganoides y inteligencia artificialcortical labs e inteligencia biológicaorganoides inteligencia artificialneuronas bolitas tecnología tridimensionalelectrodos para organoides francis villatoro…se mueren. Tienen un sistema de alimentación y de recolección de basura, es fascinante eso. O sea, se te muere la CPU, macho. Pero bueno, o sea que el vídeo pues hay que verlo con ese pizca de sal y la parte Doom hay que verla con muchísimas comillas, ¿no? Pero lo interesante es la idea, lo que se está trabajando y lo que se ha hecho en estos últimos años, desde el año 2002, en esto que llaman inteligencia biológica sintética, en inglés SBI y hay como dos líneas de inteligencia 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 la tecnología desarrollada por Brett Kagan y su empresa, que tiene precedentes desde principios de los años 2000, utilizando una matriz de electrodos con limitaciones en su capacidad operativa.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12 · Palabras #4matriz de electrodos hdmea max oneelectrodo de platino en mealimitaciones operativa matriz electrodos1024 electrodos útiles meamatriz de electrodos de 26000estimulación de 32 electrodos…review del futuro de este tipo de tecnología, y lo que te vende es que esto va a ser algo revolucionario. Es Brett Kagan, no sé cómo se diga en inglés, K-A-G-I Kagan está bien. Bromeaban en el chat con el tema del Kagan. Para mí Sagan es Sagan, no sé ustedes. Bueno, pues este señor y su empresa desarrollaron una tecnología que ya tenía precedentes a principios de los años 2000 pero con muy poquitas neuronas, que es la idea de: imaginaos que yo tengo una matriz de electrodos con muchos electrodos. En este caso son electrodos; es una matriz de electrodos comercial que se compra y es una matriz que contiene. Se llama HDMEA Max One, es la más grande de la compañía MEA, que tiene 26.000 electrodos de platino distribuidos en 8 milímetros cuadrados. 26.000 electrodos, por supuesto con trampa; no podemos excitar y leer, o sea, escribir y añadir, o sea, excitar con una señal eléctrica un electrodo o leer la señal eléctrica de un electrodo de los 26.000, solo se puede trabajar con unos 1024, ¿vale? O sea, de los 26.000, solo son útiles 1024. Una pequeña limitación, ¿vale? Tampoco es que sea... Y a la hora de estimular, de que yo meta una señal en esos electrodos, solo puedo 32, ¿vale? O sea, que tengo una matriz de electrodos 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…
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 #4 · Palabras #2capa neuronal cultivada petrialimento para neuronaschupito con líquido y electrodosmicroscopía electrónica de organoidesneuronas funcionales en electrodoscélulas prolipotentes y neuronasfrancis villatoro y organoidesneuronas funcionales sistema neuronalfactor de pérdida neuronas cultivadaselectrodo inyección señales eléctricas…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 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 señales eléctricas. Entonces yo ahora, de toda la distribución de los electrodos, lo que se hizo para reproducir el juego del Pong es, bueno, yo quiero una versión, juguete del Pong; el Pong, acordaros que era, era una pantalla negra con dos palitas a ambos lados, izquierda y…
Francis Villatoro explica cómo divide la región de electrodos para el sistema neuronal cultivado, diferenciando una región de entrada para detectar la posición de la pelota en el juego y dos regiones motoras.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10región de entrada para detectar pelotasistema neuronal cultivado placa petridos regiones motoras del sistema…hablaban de CL1, y ahora en publicidad hablan de CL1 por todos lados. Pero bueno, es lo mismo, lo venden, el CL1 lo venden. Entonces, ¿qué pasa? Bueno, pues yo tengo esa... ¿Perdón? No, solo decir que a lo mejor Dish se puede referir a la placa de Petri, ¿no? Claro, claro, a la placa de Petri se refiere a eso. Entonces, yo divido la región de electrodos en tres lugares: un lugar, llamémosle región de entrada, la región en la que yo hago el sensado del juego, en este caso dónde está la pelota, y dos regiones que le llaman regiones motoras, que son Las regiones en las que yo voy a leer la información de las neuronas para decidir qué hago con la pala. Entonces yo puedo esas dos regiones neuronas, una considerar que es pala para arriba, si vamos a ver una tecla que yo voy tocando la flecha para arriba y…
Francis Villatoro explica cómo se utiliza un algoritmo de aprendizaje con refuerzo para demostrar que el sistema neuronal biológico puede aprender, basándose en la hipótesis del principio de energía libre.
Habla: Francis VillatoroPalabras #19algoritmo aprendizaje refuerzo neuronalneuronas desagradan el ruidoseñal castigo neurona…De hecho, se han obtenido mejores resultados con las neuronas humanas que con las neuronas de ratón. Entonces, esto en 2022 no se tenía ni idea y yo creo que todavía no se sabe por qué ocurren esas cosas. Oye, ¿y se les premia...? Ahí está el punto. La idea es mostrar que este sistema neuronal biológico puede aprender. Entonces, para aprender, tienes que utilizar un algoritmo de aprendizaje, aquí se usa un algoritmo de aprendizaje con refuerzo. Entonces lo que subyace a este trabajo es una hipótesis que es la hipótesis del principio de energía libre que se interpreta en este contexto biológico como que a las neuronas les desagrada el ruido, recibir una excitación ruidosa en todos los electrodos que yo puedo controlar yo en todos los electrodos genero señales ruidosas sin un patrón durante un pequeño intervalo de tiempo y eso resulta que es la señal digamos de castigo si lo has hecho mal te castigo pensé que a lo mejor le quitaban la comida un rato la señal digamos de recompensa es no castigar vale si yo no pongo ruido no estoy castigando es Que el sistema está funcionando bien. Entonces yo voy jugando muchas veces. En el de Doom le ponen un refuerzo positivo que es una señal regular. Pueden ser varios pulsitos o alguna cosa regular. Pero sí, a mí eso me sorprendió. No hay retropropagación,…
Francis Villatoro explica que el sistema neuronal cultivado para jugar Pong fue sencillo de implementar, mencionando un comentario de Alicia Hurtado sobre el uso de reggaetón y describiendo un diagrama del artículo que muestra la región de ruido.
Habla: Francis VillatoroPalabras #16sistema neuronal jugando pongalicia hurtado y reggaetóndiagrama temporal artículo electrodosregión de ruido en electrodos…yo voy jugando muchas veces. En el de Doom le ponen un refuerzo positivo que es una señal regular. Pueden ser varios pulsitos o alguna cosa regular. Pero sí, a mí eso me sorprendió. No hay retropropagación, obviamente. El refuerzo positivo o negativo es Meter ruido, o sea, algo caótico o algo regular. Es curioso eso. Es curioso. En el caso del Pong era sencillo porque era fácil de implementar. Dice Alicia Hurtado que le ponen reggaetón. Hay una figura en el artículo, un diagrama temporal; en vertical tienes todos los electrodos, los 1024 electrodos y después tienes la región de ruido. Se ve perfectamente porque se excitan muchos de ellos, más o menos aleatoriamente. En cada momento solo puedes excitar hasta 32, pero puedes elegir cuáles excitan. Entonces, de esa manera, en unos 5 minutos puedes proponer hasta 200 veces la interacción de juego: lo que es mover la bola hasta ver si choca con la pared o choca con la paleta.…
Francis Villatoro explica cómo se codifica la posición vertical de la bola en el juego Pong utilizando ocho electrodos en una región específica del sistema neuronal cultivado.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8electrodo codifica posición vertical pongregión sensitiva para juego pongocho electrodos posición verticalentrenamiento sistema neuronal juega pongfrecuencia 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…hasta 32, pero puedes elegir cuáles excitan. Entonces, de esa manera, en unos 5 minutos puedes proponer hasta 200 veces la interacción de juego: lo que es mover la bola hasta ver si choca con la pared o choca con la paleta. Recordad que la paleta es enorme. Pues en unos 5 minutos de entrenamiento, unas 300 etapas de entrenamiento, aparentemente el sistema neuronal aprende a jugar al juego. ¿Cómo codifico la posición? Fijaros que la bola tiene una posición horizontal y una posición vertical. La posición vertical la codifico con 8 electrodos en esa región sensitiva, en esa región de entrada. En esa región de entrada, que es una especie de rectángulo, yo elijo ocho 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 la implementación de sistemas neuronales con dispositivos comerciales es limitada, permitiendo pocos electrodos para recibir e incluso menos para enviar información.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #6electrodo neuronal para doomimplementación limitada con dispositivos comercialesneuronas y pocos electrodos…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. Son este tipo de dispositivos, que son los que se venden comercialmente. Entonces, implementar solo con eso, es decir, con la posibilidad de tener muy poquitos, estamos hablando de 4, 5, 6 electrodos para recibir información de las neuronas y tener 8, 10 electrodos para enviar información, codificar algo como el juego Doom. Es una barbaridad entonces hay que simplificar a la esencia misma de todo, la esencia del Doom y entonces interpretar que pues lo que era arriba y abajo pues ahora es disparo o no disparo y lo que es arriba y abajo en el otro pues ahora va a ser me muevo…
Francis Villatoro describe los procesadores utilizados en las maquinitas para sistemas neuronales cultivados, explicando que muestran información estadística sobre neuronas y electrodos, e incluso pueden emitir imágenes del juego Doom mientras se juega.
Habla: Francis VillatoroPalabras #15procesadores para sistemas neuronales cultivadosneuronas y electrodos en maquinitasimágenes de doom mientras se juegatrabajo interesante no comercial…que en este caso era el juego del Pong simplificado y ahora por lo que se quiere vender es que puede entender entornos un poquito más complejos como puede ser un Doom idealizado que es lo que yo puedo meter ahí porque no le puedo dar un pantallazo ¿vale? En estas maquinitas, en estos procesadores hay una pantalla que se supone que te da información estadística de cómo están las neuronas y cómo están los electrodos y que, bueno, para el vídeo han hecho que emita las imágenes del juego Doom mientras lo va jugando. Pero bueno, no son las cosas de las empresas comerciales. Entonces es un trabajo muy interesante porque lo que nos abre un poco la puerta. Fijaros que estamos diciendo aprendizaje automático, bueno, eso que entre comillas, pero bueno, aprendizaje automático con refuerzo en un sistema neuronal biológico que yo mantengo básicamente echando alimentos, echando azúcar, echan ahí unas sustancias para…
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 VillatoroPalabras #20sistema 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 #11 · Palabras #17plasticidad 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…