Ingenieros y programadores trabajan en la generación de “biocomputadoras” hechas de neuronas humanas

Desde hace tiempo, los biólogos trabajan junto a ingenieros y programadores en el ámbito del ‘natural computing’, con el objetivo de crear una nueva generación de computadoras más sostenibles e inspiradas en la naturaleza.

Los estudios sobre estas ‘máquinas vivientes‘, los llamados biordenadores, llevan años perfeccionándose. Este tipo de proyectos fascinantes ya tienen un nombre: inteligencia organoide. IO para complementar la IA.

Sobre ello, el profesor Dan Nicolau de la Universidad McGill, Canadá, ha creado un sistema electrónico basado en el trifosfato de adenosina (ATP), una molécula presente en todos los organismos vivos que suministra energía a todas las células. En este caso, los habituales electrones de los circuitos electrónicos son reemplazados por pequeñas cadenas de proteínas que utilizan el ATP como propelente.

Este mismo enfoque se aplica también a la inteligencia artificial (IA) con procesadores realizados a partir de células nerviosas humanas. Un equipo de científicos de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.), junto con otros institutos de investigación, ha desarrollado un proyecto –presentado en un artículo de la revista Frontiers in Science– donde se describe el proceso de creación de un dispositivo basado en hardware biológico: neuronas humanas cultivadas, llamadas organoides cerebrales o brain-on-a-chip.

Inteligencia artificial con un ‘toque humano’

“Hemos llamado este nuevo campo interdisciplinario inteligencia organoide (IO), explica el responsable de la investigación, Thomas Hartung. “Alrededor de nuestro trabajo se ha reunido una comunidad de científicos muy brillantes, y creemos que esta tecnología abrirá una nueva era de bioinformática, más rápida, eficiente y potente”, asegura el científico.

La producción de órganos artificiales (corazón, riñones, páncreas, etc.) es una técnica que se utiliza desde hace años, sin embargo, para el cerebro, las cosas son un poco más complejas, aunque en los últimos años ha habido avances significativos. En 2019, un estudio publicado por la revista Stem Cell describió la creación de un mini-cerebro por parte de un grupo de investigadores de la Universidad de California. Fue capaz de mantener una actividad muy similar a la del cerebro de niños nacidos prematuramente. En 2021, otro mini-cerebro, creado por la startup Cortical Labs, logró ‘jugar’ al videojuego Pong.

Los organoides cerebrales no son precisamente mini-cerebros, pero comparten con ellos muchos aspectos y características, especialmente en términos de estructura y funcionalidad, incluida la realización de actividades cognitivas (elementales) como el aprendizaje y la memorización. ¿Por qué usar una imitación del cerebro humano para construir un ordenador? La respuesta de Hartung es que “los ordenadores tradicionales son excelentes para manipular números, pero los cerebros son muchos mejores para aprender información”.

Imitar al cerebro humano

Además, el cerebro humano es mucho más eficiente. Los investigadores explican que la energía utilizada para entrenar la IA AlphaGo, que derrotó a un humano en el ajedrez, fue mayor que la necesaria para alimentar a una persona durante diez años. Finalmente, en cuanto a capacidad de cálculo y almacenaje de datos no hay comparación posible. “El cerebro tiene una capacidad increíble, del orden de los 2.500 terabytes, en cambio, ya estamos llegando a los límites físicos del silicio, ya que no podemos insertar más transistores en los chips”, avisa Hartung.

Todavía quedan muchos desafíos que superar. Según el científico, “en primer lugar, debemos aumentar el tamaño de los organoides cerebrales. Ahora, cada uno de ellos contiene unas 50.000 células y debemos llegar al menos a 10 millones”. Además, quedan por desarrollar todas las tecnologías para interactuar con los organoides, es decir, para enviarles información y leer lo que están ‘pensando’.

“En agosto pasado – continúa el investigador – desarrollamos un dispositivo de interfaz cerebro-ordenador que es una especie de electroencefalograma para organoides. Funciona como un sombrero flexible cubierto de pequeños electrodos capaces de comunicar, recogiendo y enviando señales”. Creemos que la inteligencia organoide anticipa una nueva revolución tecnológica, con un largo camino aún por recorrer. No obstante, la investigación está madurando rápidamente y empieza a llamar la atención de los inversores.  Lo que parece intangible, un mero deseo, pronto dará sus frutos.