Biocomputadores alimentados por células cerebrais humanas: un paso cara a intelixencia organoide

• autor:
• nome do autor

  Previsión de Quantumrun
• Setembro 27, 2023

Resumo de insight

Os investigadores están a desenvolver biocomputadoras utilizando organoides cerebrais, que posúen aspectos cruciais da función e estrutura do cerebro. Estes biocomputadores teñen o potencial de revolucionar a medicina personalizada, impulsar o crecemento económico nas industrias biotecnolóxicas e crear demanda de man de obra cualificada. Non obstante, as preocupacións éticas, as novas leis e regulamentos e o potencial empeoramento das disparidades sanitarias deben abordarse a medida que esta tecnoloxía avanza.

Biocomputadoras alimentadas por células do cerebro humano contexto

Investigadores de varios campos colaboran para desenvolver biocomputadoras innovadoras que utilizan cultivos de células cerebrais tridimensionais, coñecidos como organoides cerebrais, como fundamento biolóxico. O seu plan para acadar este obxectivo descríbese nun artigo de 2023 publicado na revista científica Fronteiras na Ciencia. Os organoides cerebrais son un cultivo celular cultivado en laboratorio. Aínda que non son versións en miniatura dos cerebros, posúen aspectos cruciais da función e estrutura do cerebro, como as neuronas e outras células cerebrais necesarias para as capacidades cognitivas como a aprendizaxe e a memoria. 

Segundo un dos autores, o profesor Thomas Hartung da Universidade Johns Hopkins, mentres que as computadoras baseadas en silicio destacan nos cálculos numéricos, os cerebros son aprendices superiores. Citou o exemplo de AlphaGo, a IA que derrotou ao mellor xogador de Go do mundo en 2017. AlphaGo foi adestrado con datos de 160,000 xogos, o que levaría unha persoa xogando cinco horas diarias durante 175 anos para experimentar. 

Os cerebros non só aprenden mellor, senón que tamén son máis eficientes enerxéticamente. Por exemplo, a enerxía necesaria para adestrar AlphaGo podería soportar un adulto activo durante dez anos. Segundo Hartung, os cerebros tamén posúen unha incrible capacidade para almacenar información, estimada en 2,500 terabytes. Mentres as computadoras de silicio están alcanzando os seus límites, o cerebro humano contén aproximadamente 100 mil millóns de neuronas conectadas a través de máis de 10 ^ 15 puntos de conexión, unha enorme diferenza de potencia en comparación coa tecnoloxía existente.

Impacto perturbador

O potencial da intelixencia organoide (OI) esténdese máis aló da computación na medicina. Debido a unha técnica pioneira desenvolvida polos premios Nobel John Gurdon e Shinya Yamanaka, pódense xerar organoides cerebrais a partir de tecidos adultos. Esta función permite aos investigadores crear organoides cerebrais personalizados utilizando mostras de pel de pacientes con trastornos neurolóxicos como o alzhéimer. Despois poden realizar varias probas para examinar os efectos dos factores xenéticos, os medicamentos e as toxinas sobre estas condicións.

Hartung explicou que a OI tamén se podería usar para estudar os aspectos cognitivos das enfermidades neurolóxicas. Por exemplo, os investigadores poderían comparar a formación de memoria en organoides derivados de individuos sans e aqueles con Alzheimer, intentando remediar os déficits relacionados. Ademais, o OI podería usarse para investigar se certas substancias, como os pesticidas, contribúen a problemas de memoria ou de aprendizaxe.

Non obstante, a creación de organoides do cerebro humano coa capacidade de aprender, lembrar e interactuar co seu entorno introduce complexas preocupacións éticas. Xorden preguntas, como se estes organoides poderían alcanzar a consciencia, mesmo nunha forma básica, experimentar dor ou sufrimento e cales son os dereitos que deberían ter os individuos sobre os organoides cerebrais creados a partir das súas células. Os investigadores son plenamente conscientes destes desafíos. Hartung subliñou que un aspecto crucial da súa visión é desenvolver a OI de forma ética e con responsabilidade social. Para abordar isto, os investigadores colaboraron con especialistas en ética desde o primeiro momento para implementar un enfoque de "ética integrada". 

Implicacións dos biocomputadores alimentados por células cerebrais humanas

As implicacións máis amplas dos biocomputadores alimentados por células cerebrais humanas poden incluír: 

• A intelixencia organoide conduce á medicina personalizada para persoas que loitan con lesións cerebrais ou enfermidades, o que permite tratamentos máis eficaces. Este desenvolvemento podería dar lugar a que as persoas maiores vivan vidas máis independentes cunha carga de enfermidade reducida e unha calidade de vida mellorada.
• Novas oportunidades de colaboración intersectorial coas industrias biotecnolóxicas e farmacéuticas, que poden levar ao crecemento económico e á creación de emprego nestes sectores.
• Avances nos sistemas nacionais de saúde. É posible que os gobernos teñan que investir nesta tecnoloxía para manter unha vantaxe competitiva e mellorar os resultados da saúde pública, o que podería levar a debates sobre a asignación e priorización de financiamento.
• Innovación noutros campos, como a intelixencia artificial, a robótica e a bioinformática, xa que os investigadores buscan integrar a biocomputación para ampliar ou aumentar a funcionalidade das tecnoloxías existentes. 
• Aumento da demanda de man de obra cualificada en biotecnoloxía e campos relacionados. Este cambio podería esixir novos programas de educación e reciclaxe.
• Preocupacións éticas en torno ao uso de células e tecidos humanos dentro da electrónica, así como o potencial de explotación destas tecnoloxías para fins distintos dos sanitarios, como armas biolóxicas ou melloras cosméticas.
• Esixen novas leis e regulamentos para rexer o uso, desenvolvemento e aplicación desta tecnoloxía, equilibrando a innovación con consideracións éticas e de seguridade pública.
• A intelixencia organoide empeora as disparidades existentes no acceso á atención sanitaria e os resultados, xa que as nacións e os individuos máis ricos teñen máis probabilidades de beneficiarse da tecnoloxía. Abordar este problema pode requirir colaboración global e compartir recursos para garantir a distribución equitativa dos beneficios desta tecnoloxía.

Preguntas a ter en conta

• Cales poden ser os outros retos potenciais no desenvolvemento da intelixencia organoide?
• Como poden os investigadores garantir que estes híbridos de biomáquinas sexan desenvolvidos e utilizados de forma responsable?