Bioingenieros de la Universidad de Indiana en Estados Unidos han combinado tejido cerebral humano cultivado en laboratorio con microelectrodos. Los científicos llamaron a su creación Brainoware. La biocomputadora se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, pero ya puede realizar tareas complejas como el reconocimiento de voz. El investigador principal, el Dr. Feng Guo, espera que su software, más liviano de lo habitual, ayude a avanzar en la tecnología de inteligencia artificial. Esto también podría significar que el hardware de IA utiliza mucha menos energía que el uso exclusivo de chips de silicio.
Los científicos dijeron que su sistema Brainoware utiliza “organoides”: haces de tejido y células madre cultivados artificialmente que se asemejan a un órgano. El Dr. Guo dijo que los organoides de su equipo son como minicerebros. Transformaron y desarrollaron neuronas similares a las que se encuentran en el cerebro humano.
Los investigadores dicen que su próximo paso será explorar cómo se puede adaptar Brainoware para realizar tareas de nivel superior. Esta tecnología algún día podría usarse para crear modelos cerebrales mejorados y avanzar en la investigación en neurociencia o en tratamientos para enfermedades neurológicas. Por el momento, uno de los principales desafíos de los investigadores es encontrar una solución para mantener vivo el tejido creado.
El equipo conectó equipos informáticos para enviar estimulación eléctrica al organoide y leer la actividad neuronal que producía en respuesta. El sistema reconoció los sonidos de las vocales japonesas y predijo un mapa matemático. En una prueba de idioma, los científicos encargaron a Brainoware que distinguiera entre ocho hombres diferentes que hablaban japonés. En una prueba de matemáticas, los investigadores intentaron que el sistema predijera un mapa de Oenon que representaba la actividad caótica. En este caso, Brainoware fue ligeramente menos preciso que las redes neuronales basadas en silicio, pero su tiempo de entrenamiento fue más de un 90 por ciento más rápido.
Se propuso crear las primeras biocomputadoras basadas en ADN y bacterias. Por ejemplo, en 2001, Shapiro logró implementar el modelo en una biocomputadora real, que constaba de moléculas de ADN, ARN y enzimas especiales. Las moléculas de enzimas actuaron como hardware y las moléculas de ADN actuaron como software. Al mismo tiempo, se colocaron alrededor de un billón de módulos informáticos elementales en un tubo de ensayo.
Como resultado, la velocidad de cálculo podría alcanzar mil millones de operaciones por segundo y la precisión fue del 99,8%. Esta biocomputadora sólo puede utilizarse para resolver los problemas más simples, dando sólo dos tipos de respuestas: “verdadero” o “falso”. En los experimentos realizados, en un ciclo, todas las moléculas de ADN resolvieron un único problema en paralelo. Sin embargo, potencialmente pueden trabajar en diferentes tareas simultáneamente, mientras que las PC tradicionales son esencialmente de una sola tarea.
En 2001, los científicos estadounidenses crearon microorganismos transgénicos (es decir, microorganismos con genes alterados artificialmente), cuyas células pueden realizar operaciones lógicas Y y O. Los especialistas del Laboratorio Oak Ridge, Tennessee, utilizaron la capacidad de los genes para sintetizar una determinada proteína bajo la influencia de un determinado grupo de estímulos químicos. Los científicos han alterado el código genético de la bacteria Pseudomonas putida para que sus células adquieran la capacidad de realizar operaciones lógicas simples. Por ejemplo, al realizar la operación AND, se suministran a la célula dos sustancias (esencialmente operandos de entrada), bajo cuya influencia el gen produce una proteína específica.
En comparación con los dispositivos informáticos convencionales, los biocomputadores tienen una serie de características únicas: utilizan código ternario en lugar de binario (ya que la información que contienen está codificada por tripletes de nucleótidos), los dispositivos informáticos basados en ADN almacenan datos con una densidad billones de veces mayor que el de los discos ópticos, los ordenadores DNA tienen un consumo de energía excepcionalmente bajo.
