Il suena como la apertura de una película de ciencia ficción, pero recientemente científicos estadounidenses subieron una copia del cerebro de una mosca viva a una simulación. En San Francisco, la empresa de biotecnología Eon Systems creó un insecto virtual que sabía cómo caminar, volar, acicalarse y alimentarse en su entorno virtual. Mientras tanto, investigadores en Australia enseñaron a una placa de Petri que contenía 200,000 células cerebrales humanas a jugar el icónico shooter de los 90 Doom. Un experimento ha llevado un cerebro a una computadora; el otro ha conectado una computadora a células cerebrales.
Ambas historias han sido aclamadas como avances científicos, pero también han generado temores inevitables sobre las perspectivas de humanos cultivados en laboratorio y clones digitales. ¿Deberíamos preocuparnos?
Fue la startup australiana Cortical Labs en Melbourne la que enseñó a una placa de neuronas cultivadas en laboratorio a jugar Pong en 2022. Ahora ha construido lo que describe como “la primera computadora biológica desplegable de código del mundo”, que funciona con tejido humano vivo en lugar de chips de silicio, y que juega felizmente al shooter de 1993 Doom.
“En el terreno de los nerds de la informática, hay esta obsesión con hacer que Doom funcione en todo, desde calculadoras hasta microondas”, me dice por Zoom desde Melbourne Hon Weng Chong, CEO de Cortical Labs. “Tan pronto como logramos que Pong funcionara, lo primero que la gente dijo fue: ‘¿Cuándo vas a hacer Doom?'”
El cerebro humano promedio contiene alrededor de 86 mil millones de neuronas, aproximadamente el equivalente a 430,000 placas de Petri. Pero ¿cómo se cosechan 200,000 células cerebrales sin recurrir a una sierra de calar y a una cuchara de helado?
“En realidad, son mis células cerebrales, al menos la mayoría de ellas”, dice orgullosamente Chong. “No hay raspado ni extracción de cerebro. Es una técnica muy genial que fue desarrollada por el profesor Shinya Yamanaka, quien ganó el Premio Nobel en 2012.”
Todo lo que necesitas es 10 ml de sangre (en este caso la de Chong), de la cual se pueden obtener alrededor de 100 células blancas de la sangre. Estas pueden ser reprogramadas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), los bloques biológicos del cuerpo, que luego pueden ser reproducidos exponencialmente.
“Básicamente revertimos el reloj biológico de nuevo a un estado embrionario, las inducimos a ser neuronas, y las colocamos en una viruta de vidrio aproximadamente del tamaño de una moneda de 50 peniques”, explica Chong. “Debido a que están en una viruta, y la electricidad es el lenguaje común entre las neuronas y el sistema informático, podemos conectarnos con ellas y hacer que jueguen Doom.”
Cortical Labs realizó su experimento de Pong internamente, pero esta vez se contactó con Sean Cole, un singapurense de 24 años que acaba de completar un MSc en inteligencia artificial en la Universidad de Sussex, y cuyo papá resulta ser amigo del CEO. Cole escribió el código de forma remota, que el equipo luego probó en sus máquinas locales.
“Me sorprendió que funcionara la primera vez”, me dice por Zoom.
Entonces, ¿cómo juega una placa de células cerebrales a Doom si no tiene ojos? ¿O dedos? “Tomamos una instantánea del juego con información como la salud del jugador y la posición de los enemigos, la pasamos por una red neuronal, la convertimos en números y enviamos los datos”, explica Cole. “Esto se llama codificación, esencialmente convirtiendo el estado del juego en señales que las neuronas pueden entender. Las neuronas luego emiten una salida: mover hacia la izquierda, mover hacia la derecha, caminar hacia adelante, disparar o no disparar, que el sistema decodifica y vuelve a convertir en acciones en el juego.”
“Si piensas en cómo operan los humanos, tenemos información que entra en nuestra retina, que se convierte en señales eléctricas, se procesa en el cerebro, y luego ocurre una salida”, agrega Chong. “Realmente no es diferente de eso.”
Si una computadora llena de células cerebrales está jugando un videojuego y tomando decisiones, ¿significa eso que es consciente? ¿O simplemente se comporta como el jugador promedio de Doom? “Las personas tienen diferentes percepciones de lo que es la conciencia”, dice Cole. “Definitivamente no creo que sea consciente. Al principio no sabía cómo moverse, apuntar o incluso disparar. Luego disparaba a los dos primeros enemigos y se detenía, casi como si se estuviera preservando a sí mismo. Así que definitivamente está aprendiendo. Hemos logrado controlar un cerebro para aprender en un ambiente muy controlado. El siguiente paso podría ser algo como Neuralink, donde se inyecta un chip en el cerebro para entrenar a alguien a aprender un idioma más rápido.”
Exactamente cómo las células están aprendiendo a jugar el juego no está claro. “Podemos hipotetizar que podría involucrar cosas como el principio de la energía libre, la idea de que los sistemas vivos actúan para minimizar la energía libre, o el aprendizaje Hebbiano, donde las conexiones entre las neuronas se fortalecen cuando disparan juntas”, dice Cole. ¿Podríamos usar alguna vez tecnología como esta para aprender instantáneamente kung-fu, como en The Matrix? “Si encontramos una forma de conectar de manera segura esta tecnología a los humanos, eso es un poco lo que podrían significar las implicaciones”, dice Cole. “Una gran preocupación sería: ¿qué pasa si anulas los recuerdos de alguien?”
Mientras Chong dice que le gustaría intentar que las neuronas jueguen Pokémon a continuación, la aplicación futura real aquí no radica en hacer que bandejas de neuronas humanas se gradúen para jugar Minecraft o Grand Theft Auto, sino en la medicina. “Las personas lo están analizando desde ángulos de investigación biomédica, para modelar enfermedades”, dice. “Cosas como la epilepsia, donde los medicamentos podrían ser probados en neuronas cultivadas fuera del cuerpo, no solo para descubrir nuevos medicamentos, sino para adaptarlos a un nivel personal.”
Mientras tanto, en San Francisco, donde Eon Systems ha escaneado el cerebro de una mosca de la fruta y lo ha recreado como un insecto virtual, la gran noticia científica es que el equipo ha recreado básicamente el cableado conductual de la criatura. El insecto digital ya sabía cómo comportarse como una mosca, sin ningún entrenamiento o estímulo. Esto desafía una suposición central de la inteligencia artificial moderna: que la inteligencia debe ser adquirida. En el caso de la mosca, gran parte de su comportamiento parece estar incorporado.
“Escaneamos el cerebro utilizando microscopía electrónica. Nuestro jefe de ingeniería lideró un proyecto para emular ese cerebro, y ahora hemos colocado el cerebro emulado de nuevo en un cuerpo, para que pueda vagar por un mundo virtual”, me dice Michael Andregg, CEO de Eon Systems.
El cerebro de una mosca de la fruta consta de alrededor de 140,000 neuronas, aproximadamente el equivalente a unas cinco placas de Petri. La mosca virtual tiene 87 articulaciones y puede hacer casi todo lo que una mosca real puede. Pero ¿se da cuenta de que está viviendo en una simulación?
“Probablemente la mosca se da cuenta de que algo está mal, porque no estamos simulando el entorno con alta fidelidad”, dice Andregg. “No podemos dar señales de gusto y olor muy específicas, solo que algo huele dulce o tiene un sabor amargo, pero no hay aromas complejos.”
La emulación cerebral, sugiere Andregg, eventualmente podría permitir que los humanos “prosperen en un mundo con superinteligencia. Nuestro objetivo es que la emulación y el cerebro y cuerpo computados se sientan indistinguibles del cuerpo y cerebro bioquímicos naturales”, continúa. “Si se siente diferente, hemos hecho algo mal.”
Pero aún estamos lejos de los futuros de subirte a ti mismo a internet imaginados en Devs o The Lawnmower Man, principalmente porque, en este caso, el cerebro de la mosca tuvo que ser retirado del cuerpo primero. “Escanear el cuerpo era demasiado difícil”, dice Andregg, lo que probablemente reducirá la lista de espera de voluntarios humanos dispuestos a probar la tecnología.
Mientras tanto, Chong cree que la computación biológica podría lograr cosas con las que la computación tradicional ha luchado. “Existe algo llamado la paradoja de Moravec, que es bien conocida en robótica: lo que los humanos encuentran difícil, las computadoras lo encuentran fácil, y viceversa”, dice.
“El razonamiento abstracto, las matemáticas y el lenguaje son relativamente recientes en términos evolutivos, por eso es en parte por lo que las computadoras sobresalen en ellas. Pero el control motor y la toma de decisiones probabilísticas son cosas que hemos heredado a través de millones de años de evolución. Los robots pueden ser muy buenos resolviendo problemas de matemáticas, pero todavía estamos tratando de construir robots que puedan caminar correctamente”. Los sistemas biológicos como la simulación de la mosca de la fruta, dice, eventualmente podrían alimentar robots, drones y otras máquinas que necesitan navegar por la imprevisibilidad del mundo real.
Por ahora, la primera computadora biológica de la humanidad está ocupada haciendo lo que los humanos siempre han hecho con nuevas tecnologías: jugar. Y en algún lugar del Valle del Silicio, una mosca de la fruta está viviendo su segunda vida dentro de una computadora, totalmente inconsciente de que está viviendo en la Matrix de insectos.
