El primer computador biológico comercial del mundo

Se llama CL1, lo ha desarrollado Cortical Labs, una empresa de biotecnología australiana y lo ha presentado en el Mobile World Congress.

Utiliza neuronas reales cultivadas sobre un chip de silicio que envía y recibe impulsos eléctricos.

La computación biológica es una rama de la informática que estudia, por un lado, cómo podemos utilizar elementos de naturaleza biológica para procesar y almacenar la información.

Y, por otra parte, cómo podemos inspirarnos en los mecanismos de la evolución biológica para desarrollar nuevos algoritmos que nos permitan resolver problemas complejos.

Si nos ceñimos al hardware esta disciplina recurre a moléculas derivadas de sistemas biológicos, como las proteínas o el ADN, para llevar a cabo cálculos, almacenar y recuperar la información.

Y si nos adentramos en el terreno del software, en particular en el de la inteligencia artificial (IA), la computación biológica propone abordar algunos problemas de la informática inspirándonos en la estrategia utilizada por la biología para resolver algunos retos.

En cualquier caso, el computador CL1, que es la máquina biológica que ha puesto a punto el equipo de investigadores de Cortical Labs, está enmarcado en la rama de la computación biológica que persigue desarrollar nuevo hardware capacitado para procesar y almacenar información.

Ha sido posible gracias en gran medida a los avances que se han producido durante los últimos años en el ámbito de la nanobiotecnología.

La definición más precisa de esta disciplina, y también la más aceptada por los científicos, la describe como la tecnología que nos permite manipular con precisión proteínas para ensamblar estructuras funcionales más complejas.

Los primeros computadores biológicos para investigación tenían la capacidad de llevar a cabo cálculos manipulando el ARN (ácido ribonucleico) de una bacteria.

A grandes rasgos lo que los científicos han hecho hasta ahora para desarrollar estas máquinas era aprovechar que las moléculas de ADN se comportan de la misma manera que un circuito digital para implementar con ellas las mismas operaciones lógicas que llevan a cabo los procesadores de silicio convencionales.

Esta manipulación del ADN es posible, precisamente, gracias a los avances que ha experimentado la nanobiotecnología durante los últimos años.

Una vez que el circuito biológico estaba preparado lo introducían en una bacteria Escherichia coli idéntica a las que residen en el interior de nuestro estómago e intestino, y sin las que no podríamos llevar a cabo la correcta digestión de los alimentos.

La bacteria E. coli es lo suficientemente sencilla e inocua para que los investigadores puedan manipularla sin esfuerzo, y cuando el ADN manipulado atraviesa la pared celular de la bacteria la máquina molecular de la propia célula lo traduce a ARN mensajero (ARNm).

Lo interesante es que ese ARNm indica al ribosoma de la célula qué debe hacer para sintetizar una proteína prefijada por los investigadores.

Los ribosomas son los orgánulos o componentes de las células que se responsabilizan de la síntesis o fabricación de las proteínas.

Y ahora viene lo más sorprendente: el ARNm que indica al ribosoma cómo debe fabricar la proteína solo se activa en presencia de una entrada concreta, y cuando lo hace desencadena la producción de la proteína, que es la salida.

Este comportamiento es exactamente el mismo de un transistor.

CL1, el computador biológico de Cortical Labs, no trabaja exactamente así, pero la estrategia en la que acabamos de indagar resulta útil para entender cómo funciona.

Y lo hace gracias al cultivo de neuronas reales en una solución rica en nutrientes que les permite crecer de forma saludable sobre un chip de silicio que envía y recibe impulsos eléctricos. No obstante, no todo es hardware en esta máquina.

Y es que el responsable de interactuar de forma directa con las neuronas es un sistema operativo de inteligencia biológica llamado ‘biOS’ (Biological Intelligence Operating System) que ha sido desarrollado por Cortical Labs.

Este software envía información directamente a las neuronas sobre su entorno, y estas últimas reaccionan emitiendo impulsos eléctricos.

En cualquier caso, lo más importante es que las neuronas de CL1 son programables, y, por tanto, es posible desplegar código sobre ellas.

No obstante, esta máquina no está pensada para un escenario de uso doméstico.

Su propósito es ser utilizada por investigadores para, por ejemplo, entender mejor cómo las neuronas procesan la información sin necesidad de experimentar con animales.

Incluso puede ayudar a los neurocientíficos a comprender cómo funciona el aprendizaje en tiempo real o los mecanismos que desencadenan algunas enfermedades neurodegenerativas.

Fuente: Cortical Labs