Científicos proponen utilizar minicerebros cultivados en laboratorio como "hardware biológico" para crear nuevos bioordenadores
Los "minicerebros" cultivados en laboratorio podrían algún día conectarse entre sí para actuar como bioordenadores potentes y eficientes, según han sugerido unos científicos.
En una propuesta publicada el 28 de febrero en la revista Frontiers in Science, un grupo multidisciplinar de investigadores esboza sus planes para transformar grupos tridimensionales de células cerebrales humanas, llamados organoides cerebrales, en hardware biológico capaz de realizar tareas computacionales avanzadas, un campo que han bautizado como "inteligencia organoide" (IO).
"Si bien las computadoras basadas en silicio son ciertamente mejores con los números, los cerebros son mejores en el aprendizaje", dijo en un comunicado el autor correspondiente John Hartung, profesor de microbiología en la Universidad John Hopkins. Por ejemplo, AlphaGo -la IA que venció al mejor jugador de Go del mundo en 2017- "fue entrenada con datos de 160,000 juegos. Una persona tendría que jugar cinco horas al día durante más de 175 años para experimentar tantas partidas."
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Los organoides cerebrales son pequeños grupos de células madre que viven en placas de laboratorio y a los que se ha engatusado para que formen estructuras tridimensionales que imitan la estructura y la función del cerebro humano, pero son más simples que un órgano de tamaño natural. Producidos por primera vez en 2013 para investigar la microcefalia, una enfermedad en la que la cabeza de un bebé es mucho más pequeña que la media, los glóbulos cerebrales se han utilizado desde entonces para estudiar enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y el Zika y para reparar cerebros de rata lesionados con injertos bien colocados. Y recientemente, incluso se les ha enseñado a jugar al videojuego Pong.
Dado que los organoides comparten muchos de los tipos celulares que permiten a nuestro cerebro adquirir y almacenar información, los investigadores afirman que los blobs cerebrales están especialmente indicados para tareas computacionales que requieren un aprendizaje rápido y sin gran gasto energético, antes de almacenar la información en conexiones neuronales compactas.
"Los cerebros tienen una capacidad asombrosa para almacenar información, estimada en 2.500TB [terabytes]", afirma Hartung. "Estamos llegando a los límites físicos de los ordenadores de silicio porque no podemos meter más transistores en un chip diminuto. Pero el cerebro tiene un cableado completamente distinto. Con unos 100.000 millones de neuronas conectadas a través de más de 1.015 puntos de conexión. Es una diferencia de potencia enorme en comparación con nuestra tecnología actual", afirmó.
Para construir los bioordenadores organoides que imaginan, los investigadores han escrito que están adaptando herramientas de bioingeniería y aprendizaje automático para estimular y registrar la actividad neuronal dentro de los organoides cerebrales. Esto no sólo les permitirá enviar y recibir información de organoides individuales, sino también unirlos, creando redes complejas de grupos cerebrales que podrían soportar cálculos más potentes.
Sin embargo, los autores del informe reconocen que, para construir bioordenadores sofisticados, los investigadores tendrán que atravesar primero un campo de minas ético. Hasta ahora, las implicaciones morales de construir imitaciones diminutas del cerebro humano se han visto limitadas por el hecho de que los organoides cerebrales típicos contienen un pequeño número de células con una capacidad de cálculo limitada. Pero para crear organoides aptos para ordenadores, los científicos afirman que tendrán que pasar de 50.000 neuronas a 10 millones.
Los científicos creen que, a medida que crezcan sus capacidades computacionales, los organoides conectados, aunque no alcancen la capacidad de sentir, sí alcanzarán algún tipo de inteligencia. Esto plantea la cuestión de qué es la conciencia y si se podría decir que estos organoides la tienen.
"A día de hoy, sabemos que estos organoides pueden imitar el comportamiento oscilatorio neural del desarrollo cortical" -es decir, las ondas cerebrales- "de un bebé prematuro hasta una etapa postnatal", dijo a Live Science en un correo electrónico la coautora Alysson Muotri, neurocientífica de la Universidad de California en San Diego. "Además, también sabemos que, bajo anestesia, estas oscilaciones se desvanecen, de forma similar al cerebro humano".
"Para situar esto en un espectro de conciencia, estamos haciendo una estimulación para recoger un PCI (índice de complejidad perturbativa), un índice de complejidad utilizado por algunos para medir el eventual espectro de conciencia en estos organoides", dijo Muotri. El PCI es una métrica que algunos expertos han propuesto para medir el nivel de conciencia de un organismo o entidad.
Pero medir esta inteligencia cuando surja podría resultar complicado. Hank Greely, catedrático de Derecho y Genética de la Universidad de Stanford especializado en cuestiones éticas, jurídicas y sociales derivadas de los avances de las biociencias, declaró a Live Science que es plausible que algún día se cree un organoide neural humano que actúe como un cerebro y tenga cierta inteligencia, pero incluso en ese caso sólo tenemos un conocimiento muy limitado de lo que genera la conciencia o la inteligencia en nuestros propios cerebros.
"El número de neuronas conectadas entre sí no hace que algo sea inteligente. Si amontonara un millón de piezas de piedra tallada, no tendría necesariamente la catedral de Chartres; probablemente sólo tendría un montón de piedras talladas. Es la arquitectura, las conexiones, el entorno de las células cerebrales lo que crea un cerebro real", afirma Greely. "Los organoides no son 'minicerebros'. No están organizados como los cerebros, no contienen el mismo gran número de tipos celulares que éstos y no se comunican constantemente con un cuerpo a través de entradas y salidas."
