Desarrollo de nuevos algoritmos neurogliales que modelizan la interacción astrocito-neurona en sistemas de altas prestaciones

Resumo

Estamos vivindo una era de evolución constante debido aos avances tecnolóxicos. Moitos deles están sendo posibles grazas á Intelixencia Artificial (IA) e a que se están almacenando grandes volumes de datos. Pódense construír ferramentas con componentes intelixentes que están revolucionando diversos campos grazas á gran cantidade de datos que poden ser analizados mediante devanditos modelos intelixentes. Sen embargo, moitas investigación só céntranse na cantidade e a calidade dos datos dos que se dispón, e apenas se realizan esforzos en mellorar as propias técnicas de IA. A proposta desta tese é a mellora de sistemas intelixentes conexionistas que ata hai pouco estaban formados por Redes de Neuronas Artificiais (RNA). Para levar a cabo tan ambiciosa labor, considerouse, do mesmo xeito que ocorreu con investigación noutras áreas, ter en conta como resolve o problema a naturaleza. Para iso, centrarémonos na estructura máis complexa e máis eficiente coñecida polo home, o cerebro humano. Con ese fin, é necesario apoiarse no campo da Neurociencia onde se pode tratar de levar os avances que se descobren ou as hipótesis que se xeran ao campo da IA. O núcleo desta tese vira contorna as investigación que evidencian que as neuronas non son os únicos elementos do cerebro humano que participan no procesamento da información, si non que os astrocitos do Sistema Glial (SG) xogan un papel esencial. De feito, a comunicación sináptica sábese xa que se produce con participación de neuronas e astrocitos, o cal coñécese como sinapsis tripartita. Isto levou á inclusión de novos elementos de procesado nas RNA que simulan o comportamento das células gliales creando as Redes NeuroGliais Artificiais (RNGA). Para demostrar a utilidade dos astrocitos artificiais e colaborar en demostrar a capacidade do SG, leváronse a cabo novos algoritmos de modulación astrocítica que se puxeron a proba en diferentes problemas de clasificación e regresión, obténdose resultados significativos con respecto a redes sen astrocitos. Ademais, desenvolveuse graza a esta tese una aplicación web opensource para que a comunidade científica poida usar estas redes libremente.