¿El cerebro humano y la IA procesan igual los programas informáticos?

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Según publica el portal epe.es / Tendencias21 El cerebro de los programadores informáticos funciona con dos circuitos neuronales que colaboran según la naturaleza del código y desarrolla el software de la misma forma que lo hace la Inteligencia Artificial.

Los científicos han descubierto algo sorprendente: cuando los programadores informáticos analizan un código de ordenador y lo entienden mentalmente, en sus cerebros se desencadenan patrones de actividad neuronal muy específicos en dos circuitos cerebrales en su cerebro.


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Estos patrones cerebrales, debidamente analizados, no solo revelan las características del código informático que está estudiando un programador, sino que también son sorprendentemente similares a los generados por redes neuronales artificiales que realizan la misma tarea.

Los descubridores de este hallazgo, del que es primer autor Shashank Srikant, presentaron sus resultados en la Conferencia de Sistemas de Procesamiento de Información Neural celebrada recientemente en Nueva Orleans.

SECRETOS INFORMÁTICOS

La programación informática se refiere un proceso técnico mediante el cual se crean una serie programas específicos con utilidades concretas, que pueden ser ejecutados a través de ordenadores y otros dispositivos.

Este proceso implica por lo general el desarrollo de algoritmos, que básicamente son fórmulas utilizadas para resolver un problema. Estos algoritmos se basan en secuencias de acciones que describen a un sistema informático cómo hacer algo, como, por ejemplo, ejecutar el sistema operativo de un ordenador.

Los algoritmos y los programas informáticos se han convertido en una parte integral de nuestra vida cotidiana, pero, aunque son muy conocidos, se desconoce casi completamente lo que sucede en el cerebro de los técnicos que desarrollan, evalúan y depuran los códigos informáticos que nos permiten gestionar muchos aspectos de nuestra vida.

PATRONES CEREBRALES IDENTIFICADOS

Aunque en los últimos años se han realizado estudios iniciales sobre la actividad cerebral de los programadores al leer y comprender este tipo de guiones, sus resultados han sido contradictorios.

En algunos estudios, el centro del lenguaje, también conocido como Área de Wernicke, la zona cerebral especializada en la comprensión del lenguaje, ha aparecido intensamente activa en el cerebro de los programadores mientras trabajaban.

En otros estudios, sin embargo, primaba en el cerebro de los programadores el así llamado Sistema de Demanda Múltiple (MD), una red de regiones cerebrales frontoparietales activas durante la organización y control de diversas operaciones cognitivas, especialmente la resolución de problemas, la lógica y la imaginación espacial.

La nueva investigación ha aclarado estas discrepancias al profundizar aún más en el cerebro de los programadores mientras creaban y evaluaban los algoritmos informáticos.

EXPERIMENTO CON PROGRAMADORES

Para conseguirlo, registraron la actividad cerebral de 24 programadores utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) mientras leían y analizaban algoritmos escritos en el lenguaje de programación Python. La tarea encomendada a los técnicos consistía en comprender la función del código y en predecir correctamente el resultado.

A diferencia de estudios anteriores, los investigadores analizaron los resultados de cada sujeto individualmente, en lugar de combinar los datos colectivos de actividad cerebral.

También analizaron con mayor precisión lo que sucedía en el cerebro del programador cuando comprendía ciertas características de los códigos, especialmente de los más complejos.

Descubrieron que, cuando se analiza un código informático, se activan los dos circuitos cerebrales detectados en anteriores investigaciones, tanto el Área de Wernicke como el Sistema de Demanda Múltiple (MD).

COOPERACIÓN ENTRE CIRCUITOS NEURONALES

Ambos sistemas se iluminan en el cerebro del programador cuando está en plena tarea, independientemente del idioma con el que se denominen las variables del código.

Y esta investigación descubrió algo aún más significativo que aclara la duda de anteriores estudios: la intensidad con la que se activa una u otra red neuronal tiene que ver con el tipo de código analizado.

No es algo aleatorio, sino que es el resultado de una cooperación entre ambos circuitos neuronales que se produce según la complejidad del código analizado.

ESPECIALIZACIÓN NEURONAL

Los investigadores explican al respecto que la red MD se concentra en las propiedades dinámicas del código informático y procesa principalmente características como el tiempo de ejecución del programa o los pasos necesarios para su implantación.

Por lo tanto, este circuito cerebral ayuda a los programadores a comprender mentalmente el proceso y la ejecución del programa, dependiendo de la naturaleza del código.

El Área de Wernicke, sin embargo, se concentra en las características estáticas del código, vinculadas a la sintaxis de programa.

LEYENDO EL CEREBRO

La investigación también confirmó que ambas redes neuronales pueden revelar a un observador externo qué parte del código está examinando el programador en cada momento, a partir de los patrones de actividad eléctrica de su cerebro.

Esos patrones cerebrales pueden decir también si el programa contiene más símbolos matemáticos o palabras, y si los programadores leen el código real o solo una descripción verbal del algoritmo.

Este resultado no solo proporciona una visión más profunda de lo que sucede en el cerebro de los programadores cuando analizan el código, sino que también ayuda a nuestra comprensión general de cómo funciona nuestro cerebro, destacan los investigadores.

APLICACIONES DERIVADAS

Esta mayor comprensión puede ayudar a los neurocientíficos a conocer mejor cómo se codifican y procesan ciertas tareas cognitivas y cuándo y por qué ocurren fallos que derivan en enfermedades.

Asimismo, puede contribuir a mejorar las prótesis inteligentes, basadas en Inteligencia Artificial, al mejorar la comprensión de las señales que envía el cerebro a los músculos para que respondan a un estímulo procesado por la interfaz cerebro-ordenador.

Otra constatación que asombró a los investigadores fue descubrir que el cerebro humano y las máquinas dotadas de Inteligencia Artificial producen patrones muy similares de actividad y representación neuronal.

IA INTEGRADA EN EL CEREBRO

Lo comprobaron mediante un segundo experimento a través del cual los investigadores hicieron que varias redes neuronales artificiales leyeran y evaluaran los mismos códigos informáticos que los analizados por los programadores humanos.

Al comparar los patrones de ambos sistemas, natural y artificial, los investigadores descubrieron que la codificación en el sistema MD del cerebro humano muestra una concordancia particularmente alta con el empleo del mismo sistema por parte de las redes artificiales.

Incluso las características de los códigos de programa analizados, tanto por el cerebro como por la IA, mostraron patrones similares, dependiendo de la complejidad del código.

Es decir, que la IA actúa siguiendo la misma dinámica que el cerebro humano cuando intenta comprender y analizar un código informático, aunque el significado de este descubrimiento sigue todavía sin ser explicado.

REFERENCIA

Convergent Representations of Computer Programs in Human and Artificial Neural Networks. Shashank Srikant et al. NeurIPS 2022.

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