Células cerebrales humanas utilizadas como IA viva para resolver ecuaciones matemáticas

Los minicerebros creados en laboratorio se pueden usar para realizar tareas matemáticas simples. Pero la pregunta es hasta dónde debe llegar esta técnica de organoide.

Grupos de células cerebrales humanas cultivadas en una placa de Petri en el laboratorio, llamadas organoides cerebrales, se vincularon a computadoras y se usaron para resolver ecuaciones matemáticas. El trabajo es un primer paso hacia el uso de tejido cerebral vivo como una forma de inteligencia artificial. Esto podría plantear cuestiones éticas en el futuro, señalan los propios investigadores.

En un artículo dat ha sido publicado en línea para revisión por paresuna revisión de otros científicos feng guo, profesor asistente de Ingeniería de Sistemas Inteligentes en la Universidad de Indiana Bloomington, y sus colegas dicen que han “creado hardware de IA vivo que aprovecha el poder computacional de las redes neuronales biológicas tridimensionales en un organoide cerebral”. El documento dice que “Brainoware”, como lo llaman los investigadores, puede aprender de los datos de entrenamiento y que los experimentos muestran que se puede aplicar en el mundo real.

Devoradores de energía y datos

La IA controlada por computadora está mejorando en ciertas tareas. La fuerza impulsora detrás de esto son sistemas cada vez más grandes y con mayor consumo de energía que se entrenan con conjuntos de datos cada vez más grandes. Por ejemplo, el sistema AlphaGo, que venció por primera vez a los humanos en el juego de Go, se entrenó en 160 000 juegos, más de los que un humano podría jugar en toda su vida.

La gente tiene que jugar muchos menos juegos para mejorar y nuestros cerebros también usan mucha menos energía con alrededor de 20 vatios. Es por eso que algunos investigadores piensan que la biocomputación, el uso de células cerebrales vivas como IA, es el camino a seguir.

Apestar

izquierda en 2021 Brett Kagan de Cortical Labs en Australia y sus colegas encontraron que tenían rebanadas de células cerebrales humanas y de ratón entrenado para jugar el juego de computadora Pong. Los “DishBrains”, como los llamó el equipo, aprendieron mucho más rápido que las IA convencionales.

El equipo de Guo no usó cortes, sino estructuras tridimensionales: organoides cerebrales. Cuando las células madre se cultivan en las condiciones adecuadas, forman espontáneamente organoides cerebrales, que no crecen más de unos pocos milímetros porque no tienen vasos sanguíneos.

Los investigadores utilizaron estos organoides del cerebro humano para resolver una ecuación matemática llamada imagen de Hénon, que es difícil de predecir debido a su comportamiento caótico. Según el artículo, Brainoware superó a las IA convencionales sin la llamada memoria a corto plazo (memoria a corto plazoLSTM), pero fue menos precisa que las IA con LSTM.

idea emocionante

Es un enfoque interesante, pero no muestra aplicaciones prácticas, dice físico Martín Lellep de la Universidad de Edimburgo en Reino Unido IA convencional para predecir imágenes de Hénon. “El pronóstico no es increíblemente impresionante”.

Y aunque la publicación científica previa del estudio dice que Brainoware aprendió con el tiempo, no está claro cómo se proporcionó la retroalimentación, dice Lellep.

“Si bien su prepublicación necesita más detalles, es una idea interesante para explorar”, dice Kagan. “Los organoides son un próximo paso interesante en el uso de neuronas biológicas para el procesamiento de información, algo que también hemos estado explorando con varios colaboradores durante los últimos 15 meses, y pueden mostrar muchos patrones de actividad interesantes”.

Organoides fronterizos éticos

Los organoides cerebrales son muy pequeños y están desorganizados en comparación con los cerebros reales, y sus habilidades informáticas son bastante rudimentarias, dice un biólogo del desarrollo. madeline lancaster del Laboratorio MRC de Biología Molecular en Cambridge en el Reino Unido. “Creo que es un poco exagerado comparar los organoides cerebrales con la IA actual”.

Los investigadores están tratando de crear organoides más avanzados, por ejemplo, creando una especie de sistema circulatorio que les permita crecer. ‘Ciertamente queremos evitar cruzar un límite ético. La comunidad científica y ética se unirá para determinar dónde está ese límite antes de que lo alcancemos”, dice Lancaster.

“En este momento, probablemente estemos a años de distancia de los límites éticos reales, pero queremos tener la discusión ahora y no solo cuando hay un conflicto de intereses”, dice el toxicólogo. Tomas Hartung de la Universidad Johns Hopkins en los Estados Unidos, cuyo equipo proporciona a Kagan organoides cerebrales que deberían tener una mejor memoria a largo plazo.