Científicos buscan crear una Inteligencia Artificial utilizando células cerebrales humanas reales

Los modelos de aprendizaje automático como el que impulsa ChatGPT están generando ensayos literarios y científicos, cuentos y podcasts completos, pero un grupo de científicos está buscando otras vías que podrían ser igual de eficientes y poderosas, y es a través de la “biocomputación”, con el uso de células neuronales, según la publicación norteamericana, Vice. En un nuevo artículo publicado en Frontiers, una gran colaboración internacional dirigida por investigadores de la Universidad John Hopkins (JHU) detalla cómo las tecnologías cerebro-máquina son la frontera más nueva en esta “biocomputación” y proporciona una hoja de ruta sobre cómo hacerla realidad.

Como explica el artículo, la inteligencia organoide (OI) es un campo emergente en el que los investigadores están desarrollando computación biológica utilizando cultivos 3D de células cerebrales humanas (organoides cerebrales) y tecnologías de interfaz cerebro-máquina. Estos organoides comparten aspectos de la estructura y función del cerebro que juegan un papel clave en funciones cognitivas como el aprendizaje y la memoria. Básicamente, servirían como hardware biológico y algún día podrían ser incluso más eficientes que las computadoras actuales que ejecutan programas de IA.

“La visión de OI es utilizar el poder del sistema biológico para avanzar en el campo de las ciencias vivas, la bioingeniería y la informática”, escribió Lena Smirnova, investigadora de JHU y autora del artículo, en un correo electrónico a Vice. “Si observamos cuán eficientemente opera el cerebro humano en el procesamiento de información, aprendizaje, etc., es tentador traducir y modelar eso para tener un sistema que funcione más rápido y de manera más eficiente [que] las computadoras actuales”.

Por ejemplo, el cerebro humano tiene una capacidad increíble para almacenar información: la cabeza promedio puede almacenar unos 2500 terabytes, según el documento. Los investigadores visualizan estructuras celulares 3D complejas que estarían conectadas a la IA y los sistemas de aprendizaje automático.

“Estamos llegando a los límites físicos de las computadoras de silicio porque no podemos empaquetar más transistores en un pequeño chip”, dijo Thomas Hartung, investigador de JHU y uno de los autores del estudio, en un comunicado de prensa. “Pero el cerebro está conectado de manera completamente diferente. Tiene alrededor de 100 [mil millones] de neuronas conectadas a través de más de 1015 puntos de conexión. Es una enorme diferencia de potencia en comparación con nuestra tecnología actual”.

Los investigadores combinaron previamente lo biológico y lo sintético para enseñar a las células cerebrales a jugar Pong , una prueba de concepto que fue realizada por algunos de los mismos científicos involucrados en esta iniciativa. Ese proyecto involucró la creación de un sistema DishBrain, donde los investigadores crearon una interfaz cerebro-computadora, proporcionando a las neuronas una entrada sensorial eléctrica simple y retroalimentación que les permitió “aprender” el juego.

Sin embargo, el nuevo documento ve aplicaciones aún más grandes que hacer que las células jueguen videojuegos. Por un lado, los organoides cerebrales podrían tener aplicaciones en medicina. Los autores escriben que la investigación de OI permitirá la exploración de trastornos del neurodesarrollo y neurodegenerativos interindividuales, y revolucionará la investigación de pruebas de drogas.

Al igual que con la inteligencia artificial , existen preocupaciones éticas y los investigadores lo reconocen. Para garantizar que OI se desarrolle de una manera ética y socialmente responsable, proponen un enfoque de ‘ética integrada’, donde “equipos interdisciplinarios y representativos de especialistas en ética, investigadores y miembros del público identifiquen, discutan y analicen problemas éticos y los retroalimenten a informar investigaciones y trabajos futuros”.

Esta tecnología no está lista para ser implementada mañana. Sin embargo, los investigadores posicionan los documentos como un punto de partida para más investigación. “Ya tenemos organoides cerebrales funcionales, ya que tenemos un sistema electrofisiológico activo, que tiene actividad eléctrica sincrónica y responde a estímulos químicos y eléctricos”, escribió Smirnova. “El siguiente paso en el que estamos trabajando es caracterizar y optimizar aún más el sistema mediante la demostración de aspectos moleculares y celulares clave del aprendizaje en particular [para] desarrollar un modelo de aprendizaje a largo plazo”.