Redacción NM
Durante décadas, el campo de la inteligencia artificial (IA) ha tenido como objetivo crear computadoras que tengan las capacidades de un cerebro humano.
Ahora, un nuevo estudio propone una «nueva frontera» para la computación llamada «inteligencia organoide» (OI) que podría superar las capacidades de aprendizaje de cualquier máquina.
OI utiliza organoides (pequeños tejidos cultivados en laboratorio que se asemejan a órganos completamente desarrollados) como una forma de ‘hardware biológico’ y potencialmente una alternativa más inteligente a los chips de silicio en la IA.
Investigadores de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore creen que una ‘biocomputadora’ impulsada por un organoide compuesto por millones de células cerebrales humanas podría desarrollarse durante nuestra vida.
Si bien estudios anteriores han cuestionado si una biocomputadora cruzaría una «línea ética», el equipo dice que los organoides se utilizarían de manera segura y «éticamente responsable».
Los científicos revelan un camino revolucionario para impulsar la informática: la inteligencia organoide, en la que los organoides cerebrales creados en laboratorio actúan como hardware biológico. En la imagen, una imagen ampliada de un organoide cerebral cultivado en laboratorio con etiquetado fluorescente para diferentes tipos de células (las neuronas están sombreadas en rosa)
El nuevo estudio ha sido escrito por un equipo internacional de investigadores dirigido por el profesor Thomas Hartung de la Universidad Johns Hopkins.
‘Presentamos un programa colaborativo para implementar la visión de un campo multidisciplinario de OI’, dicen en su artículo, publicado hoy en la revista Fronteras en la ciencia.
‘Esto tiene como objetivo establecer OI como una forma de computación biológica genuina que aprovecha los organoides cerebrales utilizando avances científicos y de bioingeniería de una manera éticamente responsable.
«Mientras que la IA tiene como objetivo hacer que las computadoras se parezcan más al cerebro, la investigación de OI explorará cómo un cultivo de células cerebrales en 3D se puede hacer más parecido a una computadora».
Aunque la IA puede procesar cálculos que involucran números y datos más rápido que los humanos, los cerebros son mucho más inteligentes para tomar decisiones lógicas complejas, como distinguir un perro de un gato.
OI se destacará en el desarrollo de sistemas que puedan tomar tales decisiones lógicas, aunque los investigadores enfatizan que la IA y la OI podrían existir juntas de manera ‘complementaria’.
Al igual que las células nerviosas de nuestro cerebro, los sistemas OI utilizarían señales químicas y eléctricas para seguir instrucciones y realizar tareas.
La OI también podría ser más rápida, más eficiente y más poderosa que la IA, mientras requiere solo una fracción de la energía.
En la imagen, organoides cerebrales en el laboratorio de la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg
Los organoides, diminutos cultivos de tejidos tridimensionales que se derivan de células madre, no son nuevos y se remontan a finales de los años noventa.
Ya se han utilizado para estudiar y tratar cánceres, problemas cardíacos, trasplantes de tejidos, trastornos neurológicos y mucho más.
Diferentes células en los organoides corresponden a diferentes áreas; por ejemplo, los organoides cerebrales se han utilizado para examinar aspectos celulares del aprendizaje y la memoria.
Estos pequeños orbes, del tamaño de un punto de bolígrafo, tienen neuronas, sinapsis y otras características que permiten funciones básicas como aprender y recordar.
Mientras que la mayoría de los cultivos celulares son planos, los organoides tienen una estructura tridimensional, lo que aumenta su densidad celular 1000 veces, lo que significa que las neuronas pueden formar más conexiones.
El profesor Hartung comenzó a cultivar y ensamblar células cerebrales en organoides funcionales en 2012 utilizando células de muestras de piel humana reprogramadas.
Cada organoide contiene alrededor de 50.000 células, aproximadamente del tamaño del sistema nervioso de una mosca de la fruta, aunque esto es demasiado pequeño tal como está.
«Para OI, necesitaríamos aumentar este número a 10 millones», dijo el profesor Hartung.
El equipo de investigación prevé construir una computadora futurista con organoides cerebrales, conectados ‘con sensores y dispositivos de salida del mundo real’.
Cada organoide contiene alrededor de 50 000 células, aproximadamente del tamaño del sistema nervioso de una mosca de la fruta, aunque esto tendría que ampliarse para construir una computadora OI.
Los investigadores describen su hoja de ruta para la inteligencia organoide (OI) y las posibles aplicaciones en la revista Frontiers in Science
Luego, los organoides cerebrales se entrenarían ‘utilizando biorretroalimentación, almacenamiento de grandes datos y métodos de aprendizaje automático’, explica el equipo.
Las computadoras OI que ejecutan este ‘hardware biológico’ podrían comenzar en la próxima década a aliviar las demandas de consumo de energía de la supercomputación que se están volviendo cada vez más insostenibles.
Una computadora OI hipotética podría ser varias veces más poderosa que Frontier, la supercomputadora más rápida del mundo y usar menos energía.
«Estamos llegando a los límites físicos de las computadoras de silicio porque no podemos empaquetar más transistores en un pequeño chip», dijo el profesor Hartung.
“Pero el cerebro está conectado de manera completamente diferente: tiene alrededor de 100 mil millones de neuronas conectadas a través de más de 1,015 puntos de conexión.
«Es una enorme diferencia de potencia en comparación con nuestra tecnología actual».
La ética de usar IA para hacer el trabajo de un humano ha sido bien documentada e incluso mencionada en la cultura popular, como el episodio de Black Mirror ‘White Christmas’.
Pero el uso de células humanas podría resultar aún más controvertido y plantea preguntas como si millones de ellas cultivadas en tándem podrían desarrollar la conciencia.
Los científicos ya han advertido que se puede haber cruzado una «línea ética» cuando se fabricaron minicerebros a partir de tejido humano.
Una computadora OI hipotética podría ser varias veces más poderosa que Frontier, la supercomputadora más rápida del mundo (en la foto)
Los organoides podrían sentir o incluso experimentar dolor, lo que significa que se deben implementar controles para evitar que sufran, dijeron los críticos.
Otro problema potencial son los donantes cuyas células se utilizan para crear biocomputadoras sin su consentimiento, pero los autores del estudio afirman que conocen todas las consideraciones éticas.
«Una parte clave de nuestra visión es desarrollar OI de una manera ética y socialmente responsable», dijo el profesor Hartung.
‘Por esta razón, nos hemos asociado con especialistas en ética desde el principio para establecer un enfoque de «ética integrada».
‘Todas las cuestiones éticas serán evaluadas continuamente por equipos formados por científicos, especialistas en ética y el público, a medida que evolucione la investigación’.
