Crean el primer ‘ordenador vivo’ que funciona con células madre cerebrales de ratones

La creatividad humana es capaz de llegar hasta límites insospechables. El ingenio y las ganas de superarse por crear inventos cada vez más eficientes, poniendo las últimas investigaciones científicas y los recursos a nuestro servicio, son el impulso que ha precisado un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois (UIUC) para fabricar la primera ‘computadora viva’.

Parece extraño, pero sí, un ordenador que utiliza más de 80.000 células madre cerebrales de ratón para funcionar, y que sin duda marca un precedente de cómo la robótica impulsada por el cerebro podría ayudar al ser humano a impulsar nuevos avances. A partir de aquí se podrían desarrollar robots que usasen tejido muscular vivo para procesar e interiorizar toda la información que les rodea.

La computadora resultante es del tamaño de la palma de una mano y tiene la capacidad de reconocer patrones de luz y electricidad que le permiten funcionar. El autor principal de esta idea de ‘ordenador vivo’ es Andrew Dow (estudiante de posgrado en el laboratorio de nanotecnología y microtecnología Holonyak de la UIUC).

Junto a su equipo colocó una serie de células madre de ratón reprogramadas entre fibras ópticas en una rejilla de electrodos, en una palca de Petri y bajo una fibra óptica, creándose una capa plana que se encargaría de alimentar el ‘ordenador vivo’. Este proyecto es el que finalmente presentaron ante el Instituto Estadounidense de Física.

El concepto de ‘ordenador vivo’ es literal, pues las células cerebrales se mantenían en funcionamiento gracias al empleo de una incubadora y al entreno del ordenador con hasta diez patrones de pulsos eléctricos diferentes, los cuales se iban alternando de manera constante durante una hora.

Finalizada la prueba, los científicos esperaron 30 minutos y analizaron las señales enviadas por las neuronas. Obtuvieron como resultado una conclusión; que la métrica F1 usada normalmente en el campo de las redes neuronales, no era demasiado alta al principio, pues estaba por debajo de 0,6 en una escala de 0 a 1.

No obstante, al aplicarle una mezcla de químicos e impulsos electrónicos, los resultados empezaron a cambiar, logrando una puntuación de 0,98. Tal vez no fueron los esperados y no se alcanzó un elevado rendimiento, pero para el equipo liderado por Dou fue un avance de cara al futuro bastante relevante.

El objetivo y la clave del avance futuro

La meta que persiguieron Dou y todo el equipo de investigadores que le acompañaba era crear un sistema fiel a una red neuronal, capaz de aprender y reconocer las relaciones entre los datos. El objetivo era que el ‘ordenador vivo’ aprendiese patrones de luz e impulsos eléctricos a varias escalas.

Los investigadores esperan que si aumentan el tamaño y la complejidad del ‘ordenador vivo’, serán capaces de obtener al fin el comportamiento inesperado para el que no habían sido entrenados, y que sin duda supusiera un progreso sin precedentes en el campo de la ciencia. De este modo, si el cerebro robot de ratón fuese más grande, podría llegar a tener un comportamiento distinto e impulsar el desarrollo de dispositivos eficientes.

En esta línea, otros laboratorios están trabajando para construir biocomputadoras viables, impulsadas por células cerebrales, que fuese capaz de almacenar información y procesar datos más rápido que las computadoras convencionales.

Antecedentes históricos en el uso de células cerebrales de ratón

La idea de crear una inteligencia biológica sintética no es nueva, pues en octubre de 2022 se daba a conocer la noticia de que un equipo de investigadores australianos había conseguido utilizar células madre cerebrales de ratón, y colocarlas en una especie de placa de laboratorio, para que aprendiesen a jugar a un videojuego de tenis de mesa; el Pong.

Dicho informe fue publicado en la revista Neuron y sin duda supuso una auténtica revolución, pues suponía manipular células cerebrales incluso para que jugasen a esta reconocida pieza comercializada por la compañía Atari en 1972.

Para que las células aprendiesen a jugar, los investigadores emplearon un soporte bautizado como DishBrain (‘plato cerebral’), que era una versión electrónica de una placa de Petri. Se emplearon entre 800.000 y 1.000.000 de células del córtex cerebral de roedores cultivadas junto a células madre humanas ‘pluripontenciales’. Con estos dispositivos es posible enviar y obtener señales neuronales perfectas, estimulando las células de forma estructurada.