Em uma tentativa de recriar o funcionamento do cérebro humano em um algoritmo criado artificialmente, os cientistas voltaram sua atenção para os astrócitos - células nervosas especializadas que trabalham em conjunto com os neurônios.
A maioria dos mecanismos e modelos de computador controlados pela inteligência artificial são baseados na maneira como os neurônios interagem - células cerebrais especializadas, entre as quais um impulso nervoso é transmitido. Apenas parte da atividade do cérebro é reproduzida em máquinas e a influência de outras células do sistema nervoso na transmissão do sinal é completamente ignorada.
Por mais de cem anos, os cientistas acreditaram que os neurônios são os únicos participantes de um complexo sistema de "correio" que envia mensagens do cérebro para "destinatários" - órgãos, tecidos, células - e vice-versa. Só recentemente surgiu o verdadeiro propósito de outras células nervosas - astrócitos, que ocupam o dobro de espaço no cérebro do que os neurônios.
Os astrócitos, que se parecem com estrelas com raios em sua forma, não preenchem apenas o espaço "vazio", como se pensava anteriormente. As células de asterisco, como centros de classificação, controlam a direção e a forma como as "mensagens" que os neurônios trocam. São os astrócitos os responsáveis por aprender e formar padrões para as mesmas ações rítmicas, como caminhar, e também estão envolvidos no envio de velhos “carteiros” para descansar - ajudam a eliminar neurônios mortos do cérebro.
Cientistas da Universidade Rutgers foram os primeiros a transferir as funções ainda pouco conhecidas dos astrócitos para a inteligência artificial e alterar fundamentalmente a estrutura, operação e treinamento de redes neurais artificiais. Em artigo publicado no site de pré-impressão arXiv e apresentado na conferência ICONS 2020 em julho, os pesquisadores mostraram o que acontece dentro dos astrócitos quando eles interagem com os neurônios, e também apresentaram o primeiro robô movido por uma rede astrocítica neural.
Descobriu-se que os astrócitos, recebendo informações sobre o ambiente, interagem com os neurônios e determinam a natureza de sua interação uns com os outros. Quando os cientistas colocaram um gerador de padrão central neuromórfico (CPG), equipado com astrócitos artificiais, em chips neuromórficos especiais que controlam um robô de seis pernas, eles viram um movimento fundamentalmente diferente: mais suave e mais "vivo".
Konstantinos Mikhmizos, professor assistente de ciência da computação na Rutgers University e principal autor do estudo, acredita que os sinais de controle que os astrócitos artificiais transmitem aos neurônios artificiais tornarão os robôs menos dependentes de fatores ambientais e permitirão uma melhor regulação do movimento. O método de construção de inteligência artificial usando as funções dos astrócitos já entrou no currículo dos alunos da Rutgers University.
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