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En un sorprendente avance científico, investigadores han desarrollado un hidrogel protocerebral capaz de jugar al clásico videojuego Pong y mejorar su rendimiento con el tiempo. Este descubrimiento abre nuevas posibilidades en el campo de los materiales inteligentes y la inteligencia artificial.

​Resultados obtenidos por el protocerebro de hidrogel una vez que «aprendió» a jugar al videojuego Pong. Créditos: Cell Reports Physical Science / Strong et al.

​El equipo de investigación, liderado por Yoshikatsu Hayashi, ingeniero biomédico de la Universidad de Reading en el Reino Unido, ha logrado que un hidrogel, un material gelatinoso con partículas cargadas, aprenda a jugar Pong mediante estimulación eléctrica. Este hidrogel, al ser conectado a un sistema de electrodos, puede recordar patrones de estimulación anteriores y utilizarlos para mejorar su desempeño en el juego.

​El hidrogel utilizado en el experimento contiene partículas cargadas que, al ser estimuladas eléctricamente, cambian de posición y arrastran moléculas de agua, alterando la forma del hidrogel. Este cambio en la distribución de iones influye en los siguientes arreglos de partículas, creando una especie de memoria física.

​Esquema del funcionamiento del protocerebro de hidrogel. Créditos: Cell Reports Physical Science / Strong et al.

​Para probar esta memoria, los investigadores conectaron el hidrogel a un ordenador mediante electrodos y lo hicieron interactuar con el juego Pong. El juego se dividió en una cuadrícula de seis cuadrados, cada uno correspondiente a un par de electrodos. Cada vez que la pelota pasaba por uno de los cuadrados, los electrodos correspondientes enviaban una señal eléctrica al hidrogel, causando un cambio en la posición de los iones. Los electrodos sensores medían la corriente eléctrica de los iones reorganizados y enviaban esta información de vuelta al ordenador, que la interpretaba como un comando para mover la pala del juego.

​El estudio, publicado el 22 de agosto de 2024 en la revista Cell Reports Physical Science, muestra cómo el hidrogel, inicialmente, golpeaba la pelota aproximadamente la mitad de las veces, pero aumentó su tasa de aciertos al 60% en solo 24 minutos. Este comportamiento se debe a la capacidad del hidrogel para formar una «memoria» física a través del movimiento de iones dentro del material. La investigación se inspiró en un estudio previo de 2022, donde células cerebrales en una placa de Petri, conocidas como DishBrain, aprendieron a jugar Pong mediante estimulación eléctrica. Los investigadores, que se preguntaban si un material no biológico podría lograr lo mismo, han conseguido estos resultados tan prometedores.

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​Este avance no solo demuestra la capacidad de los hidrogeles para aprender y adaptarse, sino que también abre la puerta a nuevas aplicaciones en el campo de los materiales inteligentes. Los hidrogeles, conocidos por su uso en lentes de contacto blandas, implantes mamarios y pañales desechables, ahora podrían tener un papel en la creación de materiales que pueden aprender y adaptarse a su entorno. El equipo de investigación espera que este descubrimiento conduzca a desarrollos futuros en materiales inteligentes que puedan utilizarse en una variedad de aplicaciones, desde la robótica blanda hasta la administración de medicamentos. La capacidad de los hidrogeles para recordar y adaptarse podría revolucionar la forma en que interactuamos con los materiales en nuestro entorno diario.

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​Durante todo el artículo nos referimos a protocerebro como uno de los pasos previos a la construcción de un cerebro completo, no al protocerebro de los insectos que tiene el mismo nombre.

​Ante la ausencia de imágenes más descriptivas en las fuentes originales, la imagen de portada se ha generado mediante inteligencia artificial meramente por motivos estético-ilustrativos.