Los investigadores trabajan actualmente en un “bioordenador” futurista en el que “cerebros” cultivados en laboratorio actúan como hardware biológico. Y eso podría revolucionar las cosas.
La inteligencia artificial “nació” a mediados del siglo pasado. Y desde entonces ha demostrado con creces su valor añadido. Hoy en día, los ordenadores ayudan a realizar diagnósticos médicos e incluso pueden escribir poemas y ensayos enteros. A pesar de que la inteligencia artificial imita hábilmente las habilidades de pensamiento humanas, palidece en comparación con el cerebro humano. Pero, ¿y si en lugar de intentar que la inteligencia artificial se parezca más a un cerebro, fuéramos directamente a la fuente?
Inteligencia organoide
Los investigadores han ideado una forma innovadora de hacer avanzar la informática. Y lo hacen a través de un nuevo concepto que denominan “inteligencia organoide”, según explican en la revista Frontiers in Science. Un organoide es un órgano en miniatura cultivado artificialmente. Se fabrican fuera del cuerpo a partir de células madre programadas para convertirse en una versión reducida y simplificada, pero funcional, del órgano biológico real. En este caso, se trata de organoides cerebrales. Aunque no son verdaderos “minicerebros”, comparten aspectos importantes de la función y la estructura del cerebro. Pensemos, por ejemplo, en las neuronas y otras células cerebrales esenciales para las funciones cognitivas, como el aprendizaje y la memoria.
Programa informático AlphaGo
Pero incluso si los organoides cerebrales son una buena imitación del cerebro, ¿por qué iban a ser también buenos ordenadores? Después de todo, ¿no son los ordenadores más inteligentes y rápidos que los cerebros? La respuesta es no. “Aunque los ordenadores basados en silicio son ciertamente mejores con los números, los cerebros son mejores aprendiendo”, explica el investigador Thomas Hartung. “Por ejemplo, AlphaGo, el programa informático que venció al jugador número uno del mundo de Go en 2017, fue entrenado a través de la friolera de 160 000 partidas distintas. Para igualar esto, un humano tendría que jugar al juego durante cinco horas al día durante más de 175 años.” Por tanto, los profesionales pueden alcanzar un nivel mucho más alto en menos tiempo. Por cierto, los cerebros no solo son superiores a la hora de aprender, también son mucho más eficientes energéticamente. Entrenar a AlphaGo, por ejemplo, requirió más energía de la que consume un adulto en diez años.
Capacidad asombrosa
Además, los cerebros tienen una capacidad asombrosa para almacenar información. Por ejemplo, se calcula que puede almacenar hasta 2500 TB. Y los ordenadores aún están muy lejos de esa cifra. “Esto se debe principalmente a que no se pueden meter más transistores en un chip pequeño”, explica Hartung. El cerebro tiene un cableado completamente distinto. Tiene unos 100 000 millones de neuronas conectadas a través de más de 1015 puntos de conexión. En resumen, “el cerebro sigue siendo incomparable con la mayoría de los ordenadores”, escribe Hartung en un correo electrónico. “Por ejemplo, nuestro cerebro nos permite adquirir constantemente nuevos conocimientos sin tener que recalcularlo todo. También somos mucho más fuertes con la información incompleta o contradictoria”.
El futuro bioordenador
Esto significa que el desarrollo de un bioordenador alimentado por células cerebrales humanas podría dar lugar a ordenadores mucho más potentes. Al mismo tiempo, acabaría con los superordenadores devoradores de energía, que actualmente se utilizan mucho, pero que se sabe que poco a poco se están volviendo insostenibles. “La informática y la inteligencia artificial han impulsado la revolución tecnológica, pero están tocando techo”, afirma Hartung. “Por eso, una comunidad de científicos de primera línea se ha reunido para desarrollar una nueva tecnología que creemos que marcará el comienzo de una nueva era de computación rápida, potente y eficiente”.
Imagen ampliada de un organoide cerebral producido en el laboratorio de Thomas Hartung. Imagen: Thomas Hartung, Universidad Johns Hopkins
Bioordenadores para diversos fines
Estos bioordenadores pueden usarse con diversos fines. “Por ejemplo, ofrece la posibilidad de estudiar las funciones cerebrales en la salud y la enfermedad”, explica Hartung cuando se le pregunta. “Cuando las células proceden de enfermos de Alzheimer o de niños autistas, por ejemplo, podemos buscar posibles diferencias y posibles opciones de tratamiento para corregirlo. Pero también podemos utilizar la inteligencia de organoides para comprobar si ciertas sustancias, como los pesticidas, causan problemas de memoria o aprendizaje. En resumen, podemos estudiar experimentalmente cómo funciona el cerebro de forma ética, sin animales de laboratorio. Esto allana el camino para estudiar muchas enfermedades que afectan a la función cerebral. Por último, quizá podamos mejorar las tecnologías informáticas, tal vez incluso complementando los ordenadores tradicionales con un componente biológico.”
¿Cuándo será realidad la inteligencia organoide?
¿Cuándo la inteligencia organoide será una realidad? “En su forma más primitiva ya es realidad”, dice Hartung. “Las posibilidades de estudiar la respuesta de los organoides a distintas entradas ya existen. Además, ya cultivamos organoides de pacientes y los comparamos con los de donantes sanos”. Aun así, pasarán décadas antes de que la inteligencia de los organoides pueda impulsar un sistema tan inteligente como un ratón. Por ahora, por ejemplo, primero hay que aumentar la escala de los organoides cerebrales actuales. “Ahora mismo son muy pequeños, de medio milímetro”, explica Hartung. “Pero ya estamos trabajando en organoides de un centímetro. Se combinarán con electrodos como los de un electroencefalograma, lo que permitirá registrar la comunicación eléctrica igual que en los pacientes.” De este modo, los investigadores esperan “comunicarse” con los organoides, enviándoles información y pudiendo leer lo que “piensan”.
Por supuesto, crear organoides del cerebro humano capaces de aprender, recordar y comunicarse con su entorno también plantea cuestiones éticas. Por ejemplo, ¿podrían desarrollar conciencia o experimentar dolor?
Es éticamente sólido
Los autores son muy conscientes de estas cuestiones. “Nos tomamos muy en serio las posibles implicaciones éticas y hemos contado con la participación de varios especialistas en ética desde el principio”, subraya Hartung. “Aunque es fascinante preguntarse cuándo comienza la conciencia, no cabe esperar tales niveles de cognición en un futuro próximo. El tamaño del organoide (actualmente comparable al tamaño del sistema nervioso de una mosca) y la limitada entrada y salida del organoide lo limitan. El dolor, por ejemplo, no puede surgir de nuestra comprensión porque no tienen receptores del dolor. Sin embargo, tenemos que anticiparnos a esas posibilidades y queremos trazar proactivamente una línea y poner límites a esa investigación”.
Inteligencia organoide ya es capaz de jugar videojuegos
Aunque la inteligencia organoide está actualmente en pañales, un estudio publicado recientemente aportó pruebas del concepto. Por ejemplo, los investigadores demostraron que las células cerebrales de una placa de Petri podían jugar al videojuego Pong. “Por ahora, solo es cuestión de crear la comunidad, las herramientas y las tecnologías necesarias para aprovechar todo el potencial de la inteligencia organoide”, afirma Hartug.
Con todo, el investigador está muy ilusionado con el proyecto. “Es un poco como una película de ciencia ficción”, afirma. “Varias tecnologías han alcanzado la madurez y, gracias a ello, ahora podemos hacer realidad la inteligencia organoide. La idea es contagiosa y cada vez se nos unen más neurocientíficos, ingenieros, farmacólogos y especialistas en datos. Parece el comienzo de algo grande”.