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Los científicos han realizado todo tipo de experimentos con tejidos celulares. Han logrado recrear el cerebro completo de una mosca, por ejemplo; y lo han expuesto a diferentes sucesos para saber cómo reacciona el mismo y registrar su actividad. Hace mucho la realidad intenta acercarse a lo que conocemos como ciencia ficción y ya avanzan los experimentos para hacer algo similar con el cerebro humano.
En la Universidad de Bristol, en Reino Unido, logró demostrar que pequeños tejidos cerebrales cultivados en laboratorio son capaces de participar en tareas de procesos de información. Pues bien, unieron tres organoides cerebrales y un algoritmo de identificación de letras braile con el fin de saber qué tanto porcentaje de proceso lograba ejecutar.
Cada organoide contiene alrededor de 10.000 neuronas, pero miden menos de un milímetro. El proceso de este ejercicio fue publicado en la revista Frontiers in Artificial Intelligence y abre las puertas al desarrollo de sistemas que combinen componentes orgánicos y tecnológicos.
Científicos cultivaron cerebros y estos pudieron leer braile
Los organoides cerebrales son estructuras tridimensionales creadas a partid de células que reproducen características del tejido nervioso. Esto no quiere decir que sean un cerebro humano normal, el cual tiene hasta 86 mil millones de neuronas, de acuerdo con mediciones científicas modernas.
Pero las neuronas de estos cultivos lograron crear actividad eléctrica y responder a estímulos. Para detectarlos, usaron un sensor táctil instalado en un brazo robótico, que recorrió las 26 letras del alfabeto braile.
El dispositivo registró variaciones producidas por los puntos de cada símbolo y también identificó que se transformó esta información en estimulación eléctrica. Estos estímulos fueron enviados a los organoides en una plataforma de microelectrodos, que permitieron mantener con vida a estos tejidos.
Según la Universidad de Bristol, cada letra provocó patrones de actividad neuronal que podían analizarse por medio de herramientas informáticas.
Un reconocimiento del 83%
Los científicos realizaron 1.300 registros táctiles que correspondieron a las 26 letras, usando profundidades de contacto con la superficie.
Luego, un algoritmo de aprendizaje automático analizó la actividad eléctrica producida por las neuronas para determinar qué letra había generado cada respuesta.
Los resultados sorprendieron a los científicos, porque un solo organoide fue capaz de identificar en un 61% las letras expuestas. Pero haciendo combinaciones de señales de los tres organoides, estos llegaron a una precisión del 83%. Los científicos no saben por qué la unión de estos organoides mejoraron los resultados.
Pero los organoides no comprendieron el braile, tampoco lo aprendieron a leer. Procesaron estímulos eléctricos y produjeron respuestas que un programa informático interpretó.
La computación biohíbrida
Esta campo tecnológico combina el tejido biológico vivo como redes de neuronas o minicerebros cultivados. Pero en vez de simular el cerebro humano, los sistemas integran células reales para que formen parte activa del circuito de procesamiento informativo.
El cerebro humano es capaz de realizar operaciones complejas usando 20 vatios de energía, referencia que inspira la búsqueda de arquitecturas informáticas. Pero no se ha logrado demostrar que un sistema completo, basado en organoides, resulte más eficiente que los procesadores tradicionales.
Los investigadores no comprobaron que las redes neuronales pudieran aprender mediante la experiencia, pero seguirán realizando pruebas con texturas, bordes y diferentes estímulos, así como otro mecanismos de retroalimentación para estudiar procesos de adaptación.
