Científicos conectan 16 mini cerebros humanos para crear una «computadora viva»
El primer bioprocesador del mundo utiliza 16 organoides cerebrales humanos para consumir «un millón de veces menos energía» que un chip digital.
Vista transversal de la configuración del MEA, ilustrando la interfaz aire-líquido. Crédito: FinalSpark.
Una startup suiza de biocomputación ha lanzado una plataforma en línea que ofrece acceso remoto a 16 organoides cerebrales humanos. FinalSpark afirma que su Neuroplataforma es la primera en el mundo en proporcionar acceso a neuronas biológicas in vitro. Además, la compañía asegura que estos bioprocesadores «consumen un millón de veces menos energía que los procesadores digitales tradicionales».
En un artículo de investigación reciente, FinalSpark afirma que entrenar un solo modelo de lenguaje como GPT-3 requirió aproximadamente 10 GWh, unas 6.000 veces más energía de la que consume el ciudadano europeo promedio en un año. Este gasto energético podría reducirse drásticamente con el uso exitoso de bioprocesadores.
El funcionamiento de la Neuroplataforma se basa en una arquitectura que puede clasificarse como «wetware» —la combinación de hardware, software y biología—. La principal innovación es el uso de cuatro matrices de electrodos múltiples (MEA) que contienen organoides vivos, que son masas celulares tridimensionales de tejido cerebral.
C – Imagen de un organoide de prosencéfalo (OP) completo tomada con un microscopio electrónico de barrido. La barra de escala representa 100 μm. D – Vista microscópica del OP (en blanco) sentado sobre los electrodos del MEA y la membrana. El agujero en la membrana no es visible en la imagen ya que está oculto por el OP. La barra de escala representa 500 μm. Crédito: F.D. Jordan et al.
Cada MEA alberga cuatro organoides, conectados por ocho electrodos utilizados tanto para la estimulación como para la grabación. Los datos se transfieren a través de convertidores analógicos digitales (controlador Intan RHS 32) con una frecuencia de muestreo de 30 kHz y una resolución de 16 bits. Estas características arquitectónicas clave están respaldadas por un sistema de soporte vital microfluídico para las MEA y cámaras de monitoreo. Por último, un conjunto de software permite a los autores del estudio introducir variables de datos y luego leer e interpretar la salida del procesador.
FinalSpark ha dado acceso a su plataforma de computación remota a nueve instituciones para impulsar la investigación y el desarrollo en bioprocesamiento. Con la colaboración de estas instituciones, espera crear el primer procesador vivo del mundo. Además, ya hay tres docenas de universidades interesadas en acceder a la Neuroplataforma.
El problema de la longevidad
Aunque el ahorro de energía es enorme, por ahora existe un problema con esta tecnología. Los organoides de los procesadores biológicos «viven» aproximadamente 100 días. En comparación, los chips de silicio pueden durar años, a veces décadas.
Fundadores de FinalSpark, Dr. Fred Jordan y Dr. Martin Kutter.
No obstante, FinalSpark destaca que, en un principio, solo duraban unas pocas horas. Esto marca que futuras mejoras podrían incrementar aún más la longevidad.
El artículo con los detalles sobre la Neuroplataforma ha sido publicado en Frontiers of Artificial Intelligence.
