Biocomputador feito de clulas cerebrais vivas

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 01/03/2023

Computador com neurnios em lugar de transistores

Ser que os computadores do futuro podero ser construdos com clulas humanas cultivadas em laboratrio, em lugar dos transistores eletrnicos feitos de silcio?

Lena Smirnova e Thomas Hartung, da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, no apenas acreditam que sim, mas que os primeiros prottipos “podero ser desenvolvidos durante nosso tempo de vida”.

O interesse na chamada biocomputao, ou computao de base biolgica, antigo e j foram feitas vrias demonstraes em nvel de circuitos bsicos.

Mas Smirnova e Hartung querem incluir na equaes todos os recentes desenvolvimentos dos chamados organoides cerebrais, ou minicrebros, pequenos aglomerados de clulas cerebrais desenvolvidos a partir de clulas-tronco, que esto sendo criados para estudar como o crebro se desenvolve e, no futuro, tentar consertar e tratar crebros que sofreram traumas e doenas neurodegenerativas.

“[Os organoides cerebrais] abriram o campo de pesquisas sobre como o crebro humano funciona porque voc pode comear a manipular o sistema, fazendo coisas que voc no pode eticamente fazer com crebros humanos,” disse Hartung.

Inteligncia organoide

O conceito de inteligncia organoide proposto pela equipe envolve desenvolver a computao de base biolgica usando culturas 3D de clulas cerebrais humanas, os organoides cerebrais, alm de tecnologias de interface crebro-mquina – outras equipes j criaram interfaces para comunicao com os minicrebros.

Embora os organoides atuais estejam sendo usados em pesquisa bsica de neurocincia, pensar em coloc-los para fazer computao sob demanda exigir ampliar os organoides, criando estruturas tridimensionais mais complexas mas, sobretudo, capazes de viver mais.

Mas isso s resolver a questo biolgica: A seguir, ser necessrio desenvolver neles as clulas e os genes associados ao aprendizado, e, posteriormente, fazer sua conexo com dispositivos de entrada e sada, para que os dados possam ser inseridos e os resultados da computao lidos.

“A inteligncia organoide requer novos modelos, algoritmos e tecnologias de interface para se comunicar com os organoides cerebrais, entender como eles aprendem e computam, e processar e armazenar as enormes quantidades de dados que iro gerar,” reconhecem os pesquisadores.

Tambm no ser meramente uma questo de cincia da computao: Se ningum espera que um computador tradicional desenvolva conscincia, tudo fica mais nebuloso quando comearmos a desenvolver crebros capazes de fazer computaes e se comunicar com o mundo exterior.

“Garantir que a inteligncia organoide se desenvolva de maneira tica e socialmente responsiva requer uma abordagem de ‘tica incorporada’, na qual equipes interdisciplinares e representativas de especialistas em tica, pesquisadores e membros do pblico identifiquem, discutam e analisem questes ticas e as utilizem para embasar as pesquisas e trabalhos futuros,” prope a equipe.

Biocomputao cerebral

Cada organoide cerebral desenvolvido pela equipe contm cerca de 50.000 clulas, aproximadamente do tamanho do sistema nervoso de uma mosca da fruta.

Mas os pesquisadores acreditam que isso j suficiente para comear a pensar na construo de um computador biolgico, dando os primeiros passos rumo ao que eles chamam de “inteligncia organoide”, que consiste essencialmente em transformar um minicrebro em uma CPU.

Quando conseguirmos aumentar a escala dos organoides cerebrais e trein-los com inteligncia artificial, Hartung prev um futuro em que os biocomputadores podero superar a velocidade de computao atual gastando muito menos energia.

Smirnova e Hartung no dizem exatamente qual a expectativa de vida que tm, j que esperam testemunhar os primeiros prottipos funcionando, mas reconhecem que estamos longe de obter os primeiros resultados prticos.

“Levar dcadas at atingirmos o objetivo de algo comparvel a qualquer tipo de computador,” reconheceu Hartung. “Mas, se no comearmos a criar programas de financiamento para isso, ser muito mais difcil.”

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