Doctor

Capítulo

1
Introducción a las redes
neuronales
En este capítulo:

La neurona, elemento básico de la inteligencia
La neurona biológica
Historia de las redes neuronales artificiales
Aplicaciones

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Capítulo 1. Introducción a las redes neuronales

La neurona, elemento básico de la inteligencia
El estudio de la inteligencia, entendida esta como la capacidad quetiene un ser vivo de memorizar un
dato, mover un órgano, comunicarse con sus congéneres, tomar la decisión apropiada, etc., ha llamado
la atención del ser humano desde siempre. Filósofos y científicos de todas las épocas han dedicado
tiempo y esfuerzo para entender como hace el cerebro para procesar toda la información que le ofrece
su hábitat y tomar las decisiones correctas que le permitenrealizar las actividades propias de su
esencia.
Tan solo en los últimos años la ciencia ha comenzado a comprender como está estructurado el cerebro,
y de hecho como hace para realizar las tareas que le permiten controlar todo el sistema constitutivo de
un ser vivo, en especial el del ser humano. En esta compleja estructura se ha encontrado que el
elemento clave del cual está constituido engran parte el cerebro es un tipo de célula que se conoce con
el nombre de neurona.
Comprender como hace una neurona para realizar los procesos relacionados con la inteligencia es el
aspecto clave que necesita la ciencia y la tecnología para poder reproducir dicha inteligencia en
componentes artificiales ya sea de hardware o de software. Aunque tal comprensión en la segunda
mitad del siglo XX ylo que va del siglo XXI avanzó mucho, aún los sistemas neuronales que
componen nuestros cerebros distan mucho de lograr entender cómo funcionan sus congéneres y de
echo ellos mismos.
Una neurona artificial es tan solo un modelo básico de una neurona biológica. Por ahora, los modelos
artificiales únicamente abstraen la funcionalidad general de una neurona biológica, simulando algunas
de susfunciones, y se construyen con la finalidad de realizar una tarea específica. Desde esta
perspectiva, tal vez estamos todavía muy lejos de construir el cerebro artificial que imite las funciones
del cerebro humano, incluso construir un cerebro similar al de una hormiga es aún distante para la
ciencia y la tecnología del momento.
En este texto se utilizará indistintamente la palabra neurona parareferirse a la neurona artificial. En
caso de necesitar hacer referencia a la neurona biológica se hará en forma explícita.

La neurona biológica
Antes de entrar en detalle sobre el tema de interés de este texto es importante hacer una descripción,
aunque somera, si muy descriptiva de los componentes del elemento que ha servido de inspiración
para el desarrollo de las neuronales artificiales:la neurona biológica.
Una neurona biológica es una célula que forma parte esencial del sistema nervioso y del cerebro de
cualquier ser vivo. Para nuestro interés se considera formada por tres partes básicas: las dendritas, el
cuerpo celular y el axón.
Vistas al microscopio, este tipo de células pueden presentarse de diversas formas, pero la gran mayoría
presentan una forma muy similar a lamostrada en la figura 1.1. La parte central la constituye el cuerpo
celular o soma, que mide aproximadamente entre 0,01 y 0,08 milímetros, del cual surge un denso árbol
de ramificaciones compuesto por las dendritas, y también parte una fibra tubular denominada axón,
cuya longitud puede variar entre 0,1 milímetros y 1 metro, el cual se ramifica en su parte final para
conectarse con otrasneuronas.

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REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Dendritas

Cuerpo celular

Axón

Figura 1.1: Esquema básico de una neurona biológica.

En forma general una neurona puede ser vista como un procesador de información muy sencillo. Las
observaciones científicas permiten concluir que la información ingresa por las dendritas en forma de
impulsos nerviosos, es procesada en el...