Construyen una computadora biológica

En un logro que durante mucho tiempo ha sido tema exclusivo de la ciencia-ficción, y que fascinará a un sector de la sociedad e inquietará a otro, unos científicos han agregado células cerebrales vivientes a una estructura artificial para usarlas como si fuesen la CPU de un ordenador. Esta singular computadora viviente puede ser programada y en las pruebas realizadas hasta ahora ha demostrado ser capaz de realizar tareas como por ejemplo reconocer patrones, que suele ser una de las que más desafiantes resultan para los ordenadores convencionales mientras que para la mente humana y la de otros animales superiores es relativamente fácil.

Este singular avance en computación y biotecnología es obra de Kumar Mritunjay, James C. Sturm y Tian-Ming Fu, todos de la Universidad de Princeton en Estados Unidos.

Los intentos anteriores de utilizar células cerebrales para obligarlas a realizar cálculos se basaban en cultivos 2D en placas de Petri o en cúmulos 3D que se analizaban y monitorizaban externamente. Con la nueva computadora biológica se ha adoptado un enfoque de diseño diferente.

Utilizando técnicas de fabricación avanzadas, el equipo creó una malla 3D compuesta por microcables metálicos y electrodos, recubierta con una fina capa de epoxi. Gracias a su configuración, la malla posee la flexibilidad justa para interactuar con las neuronas que crecen a su alrededor, las cuales son blandas. El equipo utilizó la malla como andamiaje para cultivar decenas de miles de neuronas en una vasta red 3D que puede utilizarse para realizar cálculos.

Recreación artística de una biocomputadora. (Imagen: Kate Zvorykina / Ella Maru Studio, Inc.)

El nuevo enfoque de diseño permitió a los creadores de la biocomputadora registrar y estimular la actividad eléctrica de las neuronas a una escala mucho más fina que en los métodos anteriores. Realizaron un seguimiento de la evolución del sistema durante más de seis meses, experimentando con diferentes maneras de fortalecer y debilitar las conexiones entre neuronas clave, y finalmente entrenaron un algoritmo capaz de reconocer patrones de impulsos eléctricos.

En opinión de algunos expertos, el verdadero cuello de botella para la inteligencia artificial en el futuro próximo es la energía. Nuestro cerebro consume solo una pequeña fracción (alrededor de una millonésima parte) de la energía consumida típicamente por un sistema de inteligencia artificial actual al realizar tareas similares. Lograr crear computadoras biológicas lo bastante sofisticadas permitiría recortar de manera colosal ese consumo energético.

El equipo expone los detalles técnicos de su biocomputadora en la revista académica Nature Electronics, bajo el título “A three-dimensional micro-instrumented neural network device”. (Fuente: NCYT de Amazings)