La empresa Cortical Labs acaba de comercializar un ordenador que integra neuronas humanas cultivadas en laboratorio. Denominado "CL1", abre el camino hacia una nueva era de la inteligencia artificial, combinando biología y silicio para aplicaciones médicas y tecnológicas sin precedentes.
Neuronas humanas en un chip de silicio.
Imagen Cortical Labs
Este bioordenador, fruto de seis años de investigación, se basa en neuronas humanas cultivadas en un chip de silicio. Estas neuronas, alimentadas en un entorno controlado, interactúan con un sistema operativo biológico (biOS) que simula un mundo virtual. Esta innovación promete avances significativos, especialmente en el descubrimiento de medicamentos y la modelización de enfermedades, al tiempo que reduce las pruebas en animales.
Una fusión entre biología y tecnología
El CL1 utiliza neuronas humanas cultivadas a partir de células madre, colocadas en un chip de silicio equipado con electrodos. Estos electrodos envían y reciben señales eléctricas, creando una interfaz entre la red neuronal biológica y el sistema informático. Esta simbiosis permite una comunicación fluida y una rápida adaptación de las neuronas a su entorno simulado.
A diferencia de los ordenadores tradicionales, el CL1 aprovecha la plasticidad natural de las neuronas, capaces de reconfigurarse en función de los estímulos recibidos. Esta flexibilidad, resultado de miles de millones de años de evolución, supera ampliamente las capacidades de los modelos de IA actuales. Las neuronas, en cierto modo, se "autoprograman" para optimizar su rendimiento.
El sistema biológico está respaldado por un entorno controlado, que incluye bombas, una mezcla gaseosa y control de temperatura. Cada unidad CL1 es autónoma y consume poca energía, con un consumo total de 850 a 1 000 vatios para un rack de 30 unidades.
¿Cómo se cultivan las neuronas en laboratorio?
Las neuronas utilizadas en el CL1 se cultivan a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que son células capaces de diferenciarse en cualquier tipo de célula del cuerpo humano. Estas células madre se obtienen generalmente a partir de muestras de sangre o tejidos, y luego se reprograman en laboratorio para convertirse en neuronas. Se emplean dos métodos principales para esta diferenciación.
El primer método utiliza pequeñas moléculas para reproducir las condiciones del desarrollo cerebral in utero, guiando a las células madre a transformarse en neuronas. El segundo método consiste en activar directamente genes específicos relacionados con el desarrollo neuronal, lo que permite una diferenciación más dirigida. Cada enfoque tiene sus ventajas: el primero produce neuronas de alta pureza, mientras que el segundo genera una diversidad celular más cercana a la del cerebro humano.
Una vez diferenciadas, las neuronas se colocan en un chip de silicio equipado con electrodos, donde forman una red neuronal funcional. Esta red se mantiene en un entorno controlado, con nutrientes, una mezcla gaseosa adecuada y una temperatura estable, para garantizar su supervivencia y buen funcionamiento. Este cultivo de neuronas en laboratorio representa un avance significativo para la investigación en neurociencias e inteligencia artificial.
Aplicaciones prometedoras
El CL1 podría mejorar la investigación médica al permitir pruebas de medicamentos más precisas y personalizadas. Al reproducir las reacciones neuronales humanas, ofrece una alternativa ética a las pruebas en animales, al tiempo que proporciona datos más relevantes para el estudio de enfermedades neurológicas.
El CL1 ya está comercializado.
Imagen Cortical Labs En el ámbito tecnológico, este bioordenador podría acelerar el desarrollo de la IA, especialmente para robots y sistemas automatizados. Su capacidad para aprender rápidamente y adaptarse dinámicamente lo convierte en una herramienta poderosa para aplicaciones que requieren toma de decisiones.
Finalmente, el CL1 está diseñado para satisfacer las necesidades de laboratorios de investigación, universidades e instituciones académicas, con un costo inicial de 35 000 dólares por unidad. Para los investigadores que no disponen de los recursos necesarios para adquirir el hardware, Cortical Labs ofrece acceso remoto a través de la nube, denominado "Wetware-as-a-Service". Esta solución permite utilizar el bioordenador sin una inversión significativa en hardware, democratizando así el acceso a esta tecnología y abriendo el camino a colaboraciones internacionales.
Para profundizar: ¿Qué es la inteligencia biológica sintética (SBI)?
La inteligencia biológica sintética (SBI) es una forma de inteligencia artificial que utiliza neuronas biológicas como sustrato de cálculo. A diferencia de la IA tradicional, basada en chips de silicio, explota la plasticidad y adaptabilidad naturales de las neuronas para crear sistemas más dinámicos y evolutivos. Estas neuronas, cultivadas en laboratorio, son capaces de auto-organizarse y formar redes, reproduciendo algunos aspectos del funcionamiento del cerebro humano.
La SBI combina así las ventajas de la biología y la tecnología: las neuronas aportan una flexibilidad y eficiencia energética inigualables, mientras que los componentes electrónicos aseguran la precisión y rapidez de los cálculos. Este enfoque permite resolver problemas de alto nivel, como la modelización de enfermedades o la optimización de sistemas automatizados, con mayor rapidez y relevancia.
Además, la SBI abre nuevas perspectivas éticas al reducir la dependencia de las pruebas en animales y ofrecer un modelo más cercano a la biología humana para la investigación médica. Representa un paso importante hacia una inteligencia artificial más "orgánica" y respetuosa con los principios biológicos.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Cortical Labs