Madrid, España, 21 de marzo de 2023. Parece sacado de una película de ciencia ficción: un “bioordenador” alimentado por células cerebrales humanas. De hecho, un equipo de investigadores ha presentado en la publicación científica “Frontiers in Science” una hoja de ruta que en unas décadas podría hacer realidad este escenario.
En ella, los autores esbozan el desarrollo de una “inteligencia organoide” (IO) que no solo podría hacer posibles ordenadores más potentes y económicos, sino también impulsar el desarrollo de medicamentos. La base son los organoides cerebrales, que son estructuras tisulares típicas de determinadas regiones del cerebro cultivadas en laboratorio a partir de células humanas.
A pesar de todos los impresionantes avances que las tecnologías informáticas, y la inteligencia artificial (IA) en particular, han logrado en las últimas décadas, el cerebro humano sigue considerándose insuperable en cuanto a su capacidad de aprendizaje y memoria.
Sin embargo, un nuevo tipo de sistema informático biológico podría superar estos límites. Mientras que hasta ahora la IA ha consistido principalmente en hacer que los ordenadores se parezcan más a los cerebros, ahora se pretende que los organoides cerebrales se parezcan más a los ordenadores.
El director del equipo de investigación, Thomas Hartung, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore (Estados Unidos), considera que la inteligencia de los organoides tiene tres campos de aplicación principales: esta podría ayudar a comprender mejor el funcionamiento del cerebro y también podría revolucionar el desarrollo de fármacos contra enfermedades neurodegenerativas como la demencia. Por último, añade el académico, podría revolucionar la tecnología informática.
Según Hartung, los ordenadores pueden procesar datos y números más rápido que los humanos. Sin embargo, prosigue, los humanos siguen siendo mejores cuando se trata de problemas lógicos complejos. Además, añade el científico, una sola neurona del cerebro puede conectarse hasta con otras 10.000 células nerviosas, lo que supone una forma completamente distinta de procesar y almacenar información.
El equipo utiliza ilustraciones para mostrar el aspecto que podría tener el hardware biológico. Una de ellas muestra un grupo de células -el organoide- flotando en un cuenco de líquido y conectado al exterior con diminutos tubos.
Para estos organoides, los investigadores utilizan células de muestras de piel humana, que primero son rebobinadas hasta su estado embrionario y luego guiadas mediante ajustes genéticos para que se transformen en células cerebrales. Cada uno de los organoides cerebrales tridimensionales creados de este modo contiene unas 50.000 células, lo que aún es demasiado poco para los bioordenadores previstos: “Para posibilitar cálculos sofisticados, queremos aumentar este número a diez millones”, escribe el equipo.
El sistema de tubos y fluidos que se muestra en la ilustración favorece a los organoides, ya que, a través de él reciben oxígeno, nutrientes y factores de crecimiento, mientras se eliminan los productos de desecho. Además, los investigadores describen tecnologías que permiten enviar información a las células y leer lo que “piensan”. Los autores planean adaptar herramientas de diversas disciplinas, como la bioingeniería y el aprendizaje automático, así como desarrollar nuevos dispositivos de estimulación y registro.
Hartung explica: “Hemos desarrollado una interfaz cerebro-ordenador, una especie de gorro EEG para organoides, que presentamos en un artículo publicado en agosto. Se trata de una envoltura flexible densamente cubierta de electrodos diminutos que puede tanto captar señales del organoide como transmitirlas a él”.
Según Hartung, trabajos anteriores ya han demostrado que la IO es fundamentalmente factible, y menciona en concreto un estudio de su coautor Brett Kagan, de la emergente australiana Cortical Labs. En 2022, el equipo de Kagan demostró que es posible enseñar a cultivos de células cerebrales a jugar el clásico videojuego “Pong”, en el que un punto de la pantalla se golpea de un lado a otro de forma similar al tenis.
Según Hartung, aún podrían pasar décadas antes de que la inteligencia de los organoides pueda impulsar un sistema que sea tan inteligente como un ratón. Así y todo, ya se están planteando complejas cuestiones éticas. ¿Podrían los organoides cerebrales sentir sufrimiento o incluso desarrollar conciencia? ¿Y qué derechos tendrían los donantes de las células de la piel?
Para resolver estas incertidumbres, los autores proponen que el proceso de investigación sea supervisado continuamente por un equipo integrado por especialistas en ética, así como por investigadores y miembros del público, que identificarían, debatirían y responderían conjuntamente a las preguntas pertinentes.
De hecho, ya en 2022, una declaración de la Academia Alemana de Ciencias Leopoldina trataba de los organoides cerebrales, que con las posibilidades actuales podrían alcanzar como mucho el tamaño de un guisante. Los autores de la Leopoldina afirmaron: “La producción e investigación de estas novedosas entidades pueden despertar fácilmente inquietud y preocupación por transgredir los límites de actuación formulados éticamente, ya que se trata de conjuntos celulares que forman el sustrato biológico de la mente humana y que son instrumentalizados de forma altamente artificial”. En un futuro previsible, acotaron, no cabe esperar que estos sean capaces de desarrollar un sentido del dolor u otros estados, siquiera rudimentarios, de conciencia.
“Al mismo tiempo, sin embargo, la investigación sobre organoides cerebrales es un campo de investigación muy dinámico en el que se han logrado avances sustanciales en los últimos años y cabe esperar más en el futuro”, prosigue la declaración. Llegado el momento, puntualizan los científicos, podría ser necesaria la regulación por un comité de ética especial.
Texto: Por Alice Lanzke (dpa)
