Los científicos proponen desarrollar una computadora biológica impulsada por millones de células cerebrales humanas que creen que podría superar a las máquinas basadas en silicio y consumir mucha menos energía.
El equipo internacional, dirigido por la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, publicó en la revista Fronteras científicas Martes una hoja de ruta detallada de lo que llaman «inteligencia organoide». El hardware incluirá redes de organoides cerebrales, diminutas estructuras neuronales tridimensionales derivadas de células madre humanas, conectadas a sensores y dispositivos de salida y entrenadas mediante aprendizaje automático, big data y otras técnicas.
El objetivo es desarrollar un sistema ultraeficiente capaz de resolver problemas más allá del alcance de las computadoras digitales convencionales, mientras contribuye al desarrollo de la neurociencia y otras áreas de la investigación médica. La ambición del proyecto refleja el trabajo en computación cuántica más avanzada, pero plantea cuestiones éticas en torno a la «conciencia» de los ensamblajes de organoides cerebrales.
“Espero un sistema dinámico inteligente basado en biología sintética, pero no limitado por las muchas funciones que el cerebro tiene que realizar en un organismo”, dijo el profesor Thomas Hartung de Johns Hopkins, quien reunió a una comunidad de 40 científicos para desarrollar la tecnología.
ellos firmaron unDeclaración de Baltimore«pidiendo más investigación «para explorar el potencial de los cultivos de células organoides para avanzar en nuestra comprensión del cerebro y desbloquear nuevas formas de bioinformática al tiempo que reconoce y aborda las implicaciones éticas asociadas».
El desarrollo de la inteligencia organoide en una tecnología comercial podría llevar décadas, admitió Hartung. Además de los desafíos científicos, existen preocupaciones éticas sobre la creación de una «inteligencia en un plato» que pueda aprender, recordar e interactuar con su entorno, y podría desarrollar conciencia incluso en forma rudimentaria.
Se implementó un enfoque de «ética integrada» desde el comienzo del proyecto, dijo Hartung, y agregó: «Todos los problemas éticos serán evaluados continuamente por equipos compuestos por científicos, especialistas en ética y el público».
Madeline Lancaster, investigadora de organoides cerebrales en el Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, que no está vinculada al proyecto, se mostró escéptica sobre sus ambiciones. «Realmente es ciencia ficción y, aunque fascinante, la ciencia aún no ha llegado», dijo. «Hay enormes obstáculos que superar para hacer lo que proponen los autores».
Karl Friston, profesor de neurociencia en el University College London, que no está involucrado en la inteligencia organoide, fue más positivo. «Definitivamente es una idea que vale la pena seguir», dijo. «Habrá que dar muchos pequeños pasos, pero la dirección del viaje podría ser revolucionaria».
Un paso necesario, dijo Hartung, era permitir que los organoides individuales crecieran en tamaño al encontrar una mejor manera de infundirlos con nutrientes en platos de laboratorio. Estas diminutas construcciones neuronales deben aumentarse de unas 50.000 células actuales a unos 10 minutos para ayudar a lograr lo que los científicos reconocerían como inteligencia organoide.
Los investigadores también están desarrollando tecnologías para unir organoides y comunicarse con ellos, enviándoles información y decodificando sus «pensamientos». El laboratorio de Hartung probó una interfaz, «una capa flexible que está densamente cubierta con pequeños electrodos que pueden captar señales del organoide y transmitirle señales».
Una razón para recurrir a la computación biológica es que el cerebro procesa y almacena información de manera muy eficiente. La supercomputadora más poderosa del mundo, la máquina de borde en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en los Estados Unidos, que entró en funcionamiento el año pasado, iguala la potencia de procesamiento de un solo cerebro humano (un exaflop o mil millones de billones de operaciones por segundo), pero consume un millón de veces más energía.
Las primeras aplicaciones de la inteligencia organoide serán en neurociencia y medicina. Los científicos ya están fabricando organoides cerebrales a partir de células madre derivadas de pacientes con trastornos neurológicos, para compararlos con individuos sanos y evaluar su respuesta a los medicamentos. La inteligencia organoide estimularía la investigación sobre el deterioro cognitivo causado por enfermedades cerebrales y su prevención.
Si bien la tecnología puede tardar décadas en generar biocomputadoras lo suficientemente potentes como para competir con el silicio convencional o los sistemas cuánticos en la entrega de funciones como la inteligencia artificial, los defensores de la inteligencia organoide señalan su inmenso e impredecible potencial.
«Ojalá veamos cosas que no sean solo una copia del desarrollo normal del cerebro», dijo Hartung.