Biocomputadoras impulsadas por células cerebrales humanas: un paso hacia la inteligencia organoide

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  Previsión Quantumrun
• 27 de septiembre de 2023

Resumen de información

Los investigadores están desarrollando biocomputadoras utilizando organoides cerebrales, que poseen aspectos cruciales de la función y la estructura del cerebro. Estas biocomputadoras tienen el potencial de revolucionar la medicina personalizada, impulsar el crecimiento económico en las industrias biotecnológicas y crear demanda de mano de obra calificada. Sin embargo, a medida que avanza esta tecnología, es necesario abordar las preocupaciones éticas, las nuevas leyes y regulaciones y el posible empeoramiento de las disparidades en la atención médica.

Contexto de biocomputadoras impulsadas por células cerebrales humanas

Investigadores de diversos campos están colaborando para desarrollar biocomputadoras innovadoras que utilizan cultivos de células cerebrales tridimensionales, conocidos como organoides cerebrales, como base biológica. Su plan para lograr este objetivo se describe en un artículo de 2023 publicado en la revista científica. Fronteras en la ciencia. Los organoides cerebrales son un cultivo celular cultivado en laboratorio. Aunque no son versiones en miniatura de cerebros, poseen aspectos cruciales de la función y estructura del cerebro, como neuronas y otras células cerebrales necesarias para capacidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria. 

Según uno de los autores, el profesor Thomas Hartung de la Universidad Johns Hopkins, mientras que los ordenadores basados ​​en silicio destacan en los cálculos numéricos, los cerebros aprenden mejor. Citó el ejemplo de AlphaGo, la IA que derrotó al mejor jugador de Go del mundo en 2017. AlphaGo fue entrenado con datos de 160,000 juegos, lo que a una persona le llevaría jugar cinco horas diarias durante 175 años para experimentarlo. 

Los cerebros no sólo aprenden mejor, sino que también ahorran más energía. Por ejemplo, la energía necesaria para entrenar AlphaGo podría sustentar a un adulto activo durante diez años. Según Hartung, el cerebro también posee una increíble capacidad para almacenar información, estimada en 2,500 terabytes. Mientras que las computadoras de silicio están llegando a sus límites, el cerebro humano contiene aproximadamente 100 mil millones de neuronas conectadas a través de más de 10^15 puntos de conexión, una tremenda diferencia de potencia en comparación con la tecnología existente.

Impacto disruptivo

El potencial de la inteligencia organoide (IO) se extiende más allá de la informática y llega a la medicina. Gracias a una técnica pionera desarrollada por los premios Nobel John Gurdon y Shinya Yamanaka, se pueden generar organoides cerebrales a partir de tejidos adultos. Esta característica permite a los investigadores crear organoides cerebrales personalizados utilizando muestras de piel de pacientes con trastornos neurológicos como el Alzheimer. Luego pueden realizar varias pruebas para examinar los efectos de factores genéticos, medicamentos y toxinas en estas afecciones.

Hartung explicó que la OI también podría utilizarse para estudiar los aspectos cognitivos de las enfermedades neurológicas. Por ejemplo, los investigadores podrían comparar la formación de la memoria en organoides derivados de individuos sanos y aquellos con Alzheimer, intentando remediar los déficits relacionados. Además, la OI podría utilizarse para investigar si determinadas sustancias, como los pesticidas, contribuyen a los problemas de memoria o de aprendizaje.

Sin embargo, la creación de organoides cerebrales humanos con la capacidad de aprender, recordar e interactuar con su entorno introduce preocupaciones éticas complejas. Surgen preguntas, como si estos organoides podrían alcanzar la conciencia, incluso en una forma básica, experimentar dolor o sufrimiento y qué derechos deberían tener los individuos con respecto a los organoides cerebrales creados a partir de sus células. Los investigadores son plenamente conscientes de estos desafíos. Hartung enfatizó que un aspecto crucial de su visión es desarrollar OI de manera ética y con responsabilidad social. Para abordar esto, los investigadores han colaborado con especialistas en ética desde el principio para implementar un enfoque de "ética integrada". 

Implicaciones de las biocomputadoras impulsadas por células cerebrales humanas

Las implicaciones más amplias de las biocomputadoras alimentadas por células cerebrales humanas pueden incluir: 

• Inteligencia organoide que conduce a una medicina personalizada para personas que luchan contra lesiones o enfermedades cerebrales, lo que permite tratamientos más eficaces. Este avance podría dar como resultado que las personas mayores vivan una vida más independiente con una carga de enfermedad reducida y una mejor calidad de vida.
• Nuevas oportunidades de colaboración entre industrias con las industrias biotecnológica y farmacéutica, que potencialmente conducirán al crecimiento económico y la creación de empleo en estos sectores.
• Avances en los sistemas nacionales de salud. Es posible que los gobiernos necesiten invertir en esta tecnología para mantener una ventaja competitiva y mejorar los resultados de salud pública, lo que podría generar debates sobre la asignación y priorización de fondos.
• Innovación en otros campos, como la inteligencia artificial, la robótica y la bioinformática, a medida que los investigadores buscan integrar la biocomputación para ampliar o aumentar la funcionalidad de las tecnologías existentes. 
• Mayor demanda de mano de obra calificada en biotecnología y campos relacionados. Este cambio podría requerir nuevos programas de educación y reciclaje.
• Preocupaciones éticas en torno al uso de células y tejidos humanos dentro de la electrónica, así como el potencial de explotación de estas tecnologías para fines distintos de la atención médica, como armas biológicas o mejoras cosméticas.
• Se requieren nuevas leyes y regulaciones para regir el uso, desarrollo y aplicación de esta tecnología, equilibrando la innovación con consideraciones éticas y seguridad pública.
• La inteligencia organoide empeora las disparidades existentes en el acceso y los resultados de la atención médica, ya que las naciones y los individuos más ricos tienen más probabilidades de beneficiarse de la tecnología. Abordar este problema puede requerir colaboración global y compartir recursos para garantizar una distribución equitativa de los beneficios de esta tecnología.

Preguntas a considerar

• ¿Cuáles podrían ser los otros desafíos potenciales en el desarrollo de la inteligencia organoide?
• ¿Cómo pueden los investigadores garantizar que estos híbridos de biomáquinas se desarrollen y utilicen de manera responsable?