Modifican genéticamente bacterias para enseñarlas a ‘leer’ morse

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Se trata de un primer paso para usar organismos vivos para crear una red neuronal ‘viva’ con inteligencia artificial.

En la saga de películas ‘Avatar’, el mundo de Pandora está totalmente interconectado: los Na’vi pueden enlazarse a través de sus cabellos -que en realidad son una conexión neuronal compuesta por multitud de filamentos y ramificaciones nerviosas de gran sensibilidad, crean un vínculo, de forma que sus sentidos se unen y se comparten; lo mismo pueden hacer con otros seres vivos de ese mundo, como árboles o animales, creando un ‘todo’ brillante que reacciona en sincronía.

Esto, ciertamente, es ciencia ficción.

Pero, como se suele decir, la realidad tiende a superarla: el grupo de investigación del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia (UV) trabaja en un proyecto que aplica la ingeniería genética a bacterias para hacerlas capaces de reaccionar a un estímulo asociado a una señal de un código lingüístico.

En concreto, los autores han programado bacterias para ser capaces de ‘leer’ código morse, un paso previo a utilizar a estos organismos vivos en computación o crear redes neuronales ‘vivas’ que les permitan tener inteligencia artificial.

Una tecnología que, aplicada en un futuro a otros organismos, como hongos, podría crear algo parecido a lo que nos muestra la película de James Cameron: un sistema interconectado e inteligente.

La naturaleza siempre ha sido una fuente de inspiración para la tecnología.

Pero desde hace unas décadas, la ciencia intenta reunir a ambas para aprovechar directamente las propiedades de los organismos vivos.

Por ejemplo, se han creado ‘chips vivientes’ capaces de jugar a videojuegos.

O, ahora, este equipo español especializado en computación biológica, estudia cómo utilizar elementos de la naturaleza para procesar y almacenar información modificando genéticamente una población de bacterias de la especie Escherichia coli para que reaccionen a una determinada señal.

Así, crean algo parecido a un computador que no necesita programas, sino que los propios seres vivos actúan como tal.

Estas bacterias son capaces de aprender gracias a que se les ha incorporado una memoria en sus genes: ya han sido capaces de aprender a jugar al tres en raya contra humanos y recibiendo como único conocimiento si han ganado o perdido.

«Ahora estamos diseñando bacterias inteligentes que sean capaces de aprender a decodificar señales», asegura en un comunicado el director del laboratorio, Alfonso Jaramillo.

El principio que aplican se basa en la Física, en el fenómeno conocido como resonancia.

«Las partículas que componen la materia poseen una frecuencia de vibración característica.

Si se actúa sobre ellas con una frecuencia igual, estas vibrarán con la amplitud máxima posible», explica Jaramillo, que inició su carrera investigadora como físico teórico en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), otro centro mixto del CSIC y la UV cerca del I2SysBio.

En concreto, el equipo modifica algunos genes de las bacterias para que oscilen (reaccionen) ante una determinada señal, en este caso un pulso químico con una duración temporal concreta como las señales del código morse (formadas por pulsos largos y cortos).

Las instrucciones de la resonancia se guardan en la memoria de la bacteria.

Al recibir la señal programada, las bacterias generan proteínas que provocan que esta se ilumine (fluorescencia), en un proceso similar al de las sinapsis de nuestro cerebro.

«Obtenemos así un sistema neuromórfico, una población de bacterias que funciona como una superneurona».

Es decir, una colonia de bacterias que funciona como un todo.

Según Jaramillo, en el futuro la suma de las reacciones de esta población de bacterias sería capaz de decodificar cualquier letra del código morse, si bien de momento solo pueden leer una letra cada vez.

Aún así, este es un primer paso para crear una red neuronal artificial, un concepto inspirado en la biología, donde un conjunto de unidades (neuronas) están conectadas entre sí para transmitirse señales.

«Si pudiésemos utilizar este sistema en hongos, que se ha demostrado que son capaces de conducir electricidad y de crear redes entre los árboles, podríamos crear algo parecido al planeta Pandora de la película Avatar», apunta Jaramillo.

El proyecto, pretende demostrar que se pueden usar organismos biológicos para hacer computación, un computador biológico que, según Jaramillo, tiene ventajas incluso sobre el computador cuántico.

«Un organismo vivo no consume electricidad, es robusto a daños, puede integrarse en otros organismos vivos, tiene un costo bajo y se reproduce solo», resume.

Fuente: CSIC