Informática / Neurociencias

Crean un ordenador biológico conectando 16 minicerebros humanos

Funciona a través de la primera plataforma online del mundo que brinda acceso a neuronas biológicas desarrolladas en un laboratorio

El bioprocesador con ocho electrodos integrados a cuatro conjuntos: cada uno de ellos alberga un grupo de células cerebrales.

El bioprocesador con ocho electrodos integrados a cuatro conjuntos: cada uno de ellos alberga un grupo de células cerebrales. / Crédito: Jordan et al., Frontiers in Artificial Intelligence, 2024.

Pablo Javier Piacente

Una startup suiza acaba de lanzar un ordenador biológico que se conecta a células cerebrales vivas y pulsantes: utiliza mucha menos energía que los ordenadores tradicionales basados en bits, en una nueva búsqueda por alcanzar dispositivos informáticos y aplicaciones de Inteligencia Artificial (IA) que puedan lograr una eficiencia de funcionamiento similar a la que obtiene el cerebro humano.

La firma de origen suizo FinalSpark ha creado una plataforma en línea denominada Neuroplatform, que emplea grupos esféricos de células cerebrales humanas cultivadas en laboratorio, conocidos como organoides cerebrales o minicerebros. Un total de 16 organoides se encuentran alojados en cuatro conjuntos, que se conectan a ocho electrodos cada uno y a un sistema de microfluidos destinado a suministrar agua y nutrientes a las células.

Más potentes, eficientes y sostenibles

Según un artículo publicado en Impact Lab, los bioprocesadores como los utilizados en Neuroplatform consumen un millón de veces menos energía que los procesadores digitales convencionales, lo que promete una reducción significativa del impacto ambiental de la informática. Al mismo tiempo, es un avance en el camino por lograr dispositivos informáticos con una eficiencia similar a la conseguida por el cerebro humano.

Desde hace décadas, los especialistas en Informática buscan emular las condiciones de nuestro cerebro, replicando sus redes neuronales para crear aplicaciones de Inteligencia Artificial (IA) con un mayor poder de procesamiento. Sin embargo, aunque estas redes neuronales artificiales han avanzado notoriamente y se han vuelto muy potentes, su consumo de energía también ha aumentado.

Teniendo en cuenta la dependencia creciente de nuestra sociedad con estos dispositivos informáticos y de IA, su uso se ha vuelto insostenible a largo plazo. Según los investigadores responsables del nuevo ordenador biológico, que resumieron sus hallazgos en un estudio publicado en la revista Frontiers in Artificial Intelligence, entrenar un único modelo de lenguaje grande (LLM) como GPT-3 requirió aproximadamente 10 gigavatios/hora, alrededor de 6.000 veces el consumo anual de energía de un ciudadano europeo promedio.

Hardware, software y biología

Los científicos sostienen que el uso de bioprocesadores podría reducir significativamente ese gasto energético, abriendo una nueva era en el desarrollo de dispositivos informáticos y soluciones de IA con mayor capacidad de procesamiento, eficiencia y carácter sostenible. En comparación con el consumo de GPT-3, el cerebro humano opera 86 mil millones de neuronas usando solo 0,3 kilovatios/hora, como indica un artículo publicado en Science Alert.

Neuroplatform trabaja a través de una arquitectura clasificada como “wetware”, que integra hardware, software y biología. La principal innovación de la plataforma radica en el uso de cuatro matrices de electrodos múltiples (MEA), que albergan organoides de tejido vivo. Se trata de masas celulares tridimensionales de tejido cerebral. Cada MEA contiene cuatro organoides: el intercambio de datos se facilita mediante convertidores analógicos digitales. Además, un software permite a los investigadores ingresar variables de datos e interpretar la salida del procesador.

Referencia

Open and remotely accessible Neuroplatform for research in wetware computing. Fred D. Jordan et al. Frontiers in Artificial Intelligence (2024). DOI:https://doi.org/10.3389/frai.2024.1376042