Biocomputación: cómo las neuronas vivas pueden convertirse en computadoras
Las biocomputadoras utilizan neuronas vivas para procesar información y explorar una nueva generación de sistemas informáticos.
La biocomputación está llevando el desarrollo tecnológico hacia una idea que hasta hace pocos años parecía propia de la ciencia ficción: utilizar neuronas vivas como parte de un sistema capaz de procesar información. Las primeras biocomputadoras ya están siendo utilizadas en experimentos, donde investigadores buscan comprender cómo estas células pueden aprender tareas y ejecutar procesos similares a los de una computadora convencional.
Neuronas para una computación más eficiente
El interés por las biocomputadoras se explica principalmente por la extraordinaria eficiencia energética del cerebro. Un cerebro humano puede realizar tareas cognitivas complejas con un consumo aproximado de 20 vatios, mientras que reproducir determinados procesos mediante arquitecturas digitales basadas en CPU y GPU puede requerir muchos más recursos. La propuesta consiste en aprovechar parte de esa eficiencia utilizando neuronas vivas como núcleo de procesamiento.
Estas células se generan a partir de células sanguíneas reprogramadas como células madre pluripotentes inducidas y posteriormente utilizadas para formar organoides neuronales. A diferencia de los sistemas digitales, las neuronas pueden producir diferentes señales eléctricas, establecer múltiples conexiones y modificar su comportamiento, características que abren una vía distinta para desarrollar sistemas de procesamiento. Esta aproximación también recibe el nombre de inteligencia organoide.
Una computadora que aprende con neuronas
Uno de los ejemplos actuales es CL1, una biocomputadora desarrollada por Cortical Labs e instalada en Europa para un proyecto de investigación con la Universidad de Milán y Reply. El sistema combina un cultivo de neuronas con una estructura tecnológica que mantiene las células en condiciones controladas y utiliza electrodos para enviar y recibir señales.
Durante los primeros experimentos, los investigadores consiguieron que las neuronas aprendieran a ejecutar tareas como una partida de Pong y la clasificación de números del 0 al 9. El entrenamiento funciona mediante señales de recompensa y castigo: las neuronas reciben estímulos asociados con comportamientos que el sistema busca favorecer, modificando progresivamente su actividad.
El reto: programar materia viva
El objetivo no es crear un cerebro humano artificial, sino comprender cómo utilizar pequeños conjuntos de neuronas para resolver problemas computacionales. Los organoides empleados contienen cientos de miles de neuronas, una cantidad muy inferior a los cientos de miles de millones presentes en el cerebro humano, pero suficiente para estudiar cómo pueden organizarse y aprender tareas específicas.
La importancia de esta tecnología está también en sus posibles aplicaciones futuras. La biocomputación podría ayudar a investigar redes neuronales más eficientes y, a largo plazo, contribuir al desarrollo de tecnologías clínicas como interfaces cerebro-computadora o sistemas capaces de traducir señales cerebrales en acciones. Sin embargo, se trata todavía de una tecnología experimental y existen importantes limitaciones para reproducir la complejidad y organización de un cerebro humano.
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