Para responder a esta pregunta, primero habremos de preguntarnos qué es un "procesador digital": Conceptualmente, un procesador digital no es más que una máquina universal de Turing, y no importa lo complejo, rápido o avanzado que sea. Sin entrar en muchos detalles (para los amantes de la divulgación científica, existe una excelente introducción al concepto en el libro "La nueva mente del emperador" de Roger Penrose), una máquina de Turing es un dispositivo ideal que permite ejecutar cualquier algoritmo matemático.

Desde este punto de vista, el ordenador ENIAC construido en la década de los cuarenta, y que constaba de unos 17.000 tubos de vacío como elementos activos, es conceptualmente idéntico al procesador más avanzado de hoy en día que puede contener varios núcleos de computación compuestos por algunos miles de millones de transistores.

Naturalmente, existe una diferencia tecnológica: La velocidad de conmutación el procesamiento paralelo, la capacidad de direccionar memoria, etc, etc, pero en esencia, es lo mismo.

En realidad, un procesador digital no es más que una máquina que realiza cálculos muy sencillos y mueve información digital de un lado para otro a una velocidad endiablada. Con estos mimbres, podemos diseñar y construir programas informáticos muy complejos, como todos bien sabemos.

En función del tipo de arquitectura del hardware escogido (la normal es la Von Newman) un procesador está compuesto básicamente de una unidad aritmético lógica, encargada de realizar los cálculos matemáticos y lógicos (lógica binaria, se entiende), unidades de direccionamiento para el control de los buses de memoria y una unidad central de control que se encarga de coordinar a toda la circuitería electrónica mediante las señales de control adecuadas.

Por supuesto, sabemos perfectamente lo que es y como funciona un procesador digital porque lo hemos diseñado y construido nosotros, pero si nos hacemos la misma pregunta con respecto a un cerebro orgánico, la cosa ya cambia un poco y habremos de movernos en un terreno intermedio entre lo que sabemos con seguridad y lo que suponemos que puede hacer.

El cerebro es el órgano principal o central del sistema nervioso de algunos seres vivos (no vamos a entrar en detalles) y su importancia es más acusada en algunos seres que en otros. Por ejemplo, los insectos tienen varios cerebros distribuidos a lo largo de su sistema nervioso, aunque parece que el de la cabeza es el principal; a pesar de ello, el insecto es capaz de vivir durante un tiempo sin su cerebro principal. 

El cerebro es pues un órgano especial constituido en su mayor parte por unas células muy especializadas denominadas neuronas. Estas neuronas están interconectadas entre sí de una manera muy compleja, de tal forma que una sola neurona puede estar conectada a miles de otras neuronas. Forman lo que se denomina una red neuronal biológica. 

No comprendemos de forma exacta cómo funcionan las neuronas, aunque tenemos algunos conocimientos: Existen mecanismos electroquímicos implicados en la transmisión de impulsos de unas células a otras. También sabemos que es necesario superar un determinado umbral de sensibilidad para que una excitación aplicada a una neurona provoque el "disparo" de la misma y que esta, a su vez, excite a aquellas neuronas a las que está conectada. También sabemos que existen sustancias químicas que alteran esos umbrales de excitación. 

Parece demostrado que el cerebro es "plástico", en el sentido de que las conexiones entre las neuronas no son fijas desde nuestro nacimiento, sino que cambian en función de nuestras experiencias de forma continua. También sabemos que parecen existir áreas especializadas dentro del cerebro que se encargan de distintas funciones, y que incluso las funciones de un grupo de células que se hayan dañado pueden, hasta cierto punto, sustituirse por otro grupo de células diferentes.

Tratemos de establecer las diferencias con un procesador digital:

Obviando el distinto material de que está fabricado un procesador, es evidente que sus componentes básicos no se parecen en absoluto. En los procesadores actuales, el componente básico es el transistor, aunque esto es un tema tecnológico; se llegaron a fabricar ordenadores electromecánicos en los que los componentes básicos eran relés y en los posteriores, válvulas de vacío. En cualquier caso, un transistor y una neurona no se parecen mucho. 

Los componentes de un procesador se distribuyen y ordenan en unidades funcionales, cosa que no ocurre en el cerebro. No existe una Unidad de Control ni una Unidad Aritmético Lógica.

Un procesador realiza alguna tarea útil cuando ejecuta un programa o algoritmo (el software). Cambiando el software conseguiremos realizar diferentes tareas con el procesador. En una red neuronal biológica no existe nada que se parezca a un programa (por lo que sabemos). No existe ningún software que se ejecute en el cerebro; sólo existen impulsos electroquímicos que activan o no activan neuronas o grupos de neuronas. Es posible que existan mecanismos adicionales que desconocemos; de hecho, Roger Penrose está empeñado en que en los "microtúbulos" de las neuronas se producen fenómenos cuánticos que serían los responsables de la consciencia (y desarrolla toda una teoría, en absoluto convincente al respecto). Sinceramente, a mi esto me parece rizar el rizo: La mecánica cuántica está presente en todos los aspectos de la vida. De hecho, la electrónica actual es lo que es gracias a ella y no hay que buscarle los cinco pies al gato.

Naturalmente, basándonos en lo que conocemos de una red neurona biológica, pueden construirse redes neuronales artificiales (normalmente no como hardware específico, sino mediante simulaciones en ordenador). Las neuronas las podemos agrupar en "capas", podemos definir las interconexiones entre ellas e incluso podemos ajustar los umbrales de sensibilidad (se les llama pesos de la red). Una red neuronal de este tipo es capaz de aprender o extraer conocimiento de su experiencia, es decir, podemos entrenarlas para que se comporten de una determinada manera ante la presencia de unos estímulos específicos. El caso es que funcionan bastante bien como sistemas de reconocimiento de patrones.

Lo curioso del caso es que una red neuronal artificial no ejecuta, en realidad, ningún algoritmo (otra cosa es el programa de ordenador que simula la red). El entrenamiento de la red provoca una redistribución de los pesos de las neuronas, pero nada más, de modo que analizando una red ya entrenada, seríamos incapaces de saber para qué sirve o qué hace. Es como tratar de saber lo que alguien está pensando echándole un vistazo a los flujos electroquímicos entre las neuronas de su cerebro.

Una red neuronal artificial no es un modelo exacto de una red neuronal biológica, pero se le parece en cierto modo y podemos extraer, a mi parecer, consecuencias generales interesantes.

1) El cerebro no ejecuta ningún software; no tiene sistema operativo ni nada que remotamente se le parezca

2) Es imposible conocer la relación entre la fisiología del cerebro y los procesos cognitivos que soporta.

3) El cerebro no es un procesador "paralelo" como algunos pretenden, es una red neuronal complejísima.

4) Es absurdo establecer un paralelismo entre el número de neuronas de un cerebro y el número de transistores que incorpora un procesador porque una cosa nada tiene que ver con la otra. Está claro que los procesos de miniaturización en la construcción de chips avanzan deprisa y es evidente que podremos construir dentro de no demasiado tiempo procesadores que contengan tantos transistores como neuronas tiene un cerebro humano, pero insisto, esto es sumar peras con manzanas.

 En mi opinión, los procesos cognitivos (todo lo complejos que deseemos, incluso la consciencia, los sentimientos, etc.) son consecuencia de la complejidad de la red neuronal que forma nuestro cerebro; son propiedades emergentes (no vamos a entrar en conceptos como el alma, etc. aunque este razonamiento no está reñido con dichos conceptos).

Estoy absolutamente convencido de que jamás podremos construir una inteligencia sintética basándonos en el concepto de procesador digital, que no es otra cosa que una máquina para realizar cálculos, y que toda investigación en esta línea es una pérdida absoluta de tiempo, del mismo modo, también estoy convencido de que sería posible construir inteligencias sintéticas "sentientes" si somos capaces de imitar adecuadamente los diseños de la Naturaleza. 

Por supuesto, un procesador digital puede ejecutar la simulación de una red neuronal, pero NO ES una red neuronal.