Una empresa de tecnología suiza llamada Chispa final ha lanzado con éxito lo que han llamado Neuroplatform, la primera plataforma de bioprocesamiento del mundo en el que, en lugar de estar formados por los habituales chips de silicio, existen versiones miniaturizadas de órganos cultivados en laboratorio que se encargan de realizar tareas computacionales.
Crean la primera ‘computadora viviente’ con 16 cerebros cultivados en laboratorioA mitad del viaje/Sarah Romero
Una ‘computadora viviente’
Se trata de la primera instalación de este tipo en la que organoides del cerebro humano sustituyen a chips de silicio, lo que, aunque este anuncio es en sí una novedad en bioinformática, no destaca sólo por eso. A nivel energético es otra revolución. Entrenar modelos de inteligencia artificial, algo que actualmente se está extendiendo masivamente con los últimos avances en IA, consume mucha energía, y el ahorro energético que supone el uso del bioprocesamiento no tiene parangón en eficiencia energética: Su consumo de energía es un millón de veces menor que el de sus homólogos de silicio.. Este avance es especialmente importante cuando se consideran los inconvenientes de los chips basados en silicio. Si bien estos chips han transformado la informática haciéndola más compacta y escalable, son bien conocidos por su consumo de energía sustancial.
Los transistores de estos chips consumen mucha energía y, a medida que aumentan aplicaciones como el desarrollo de modelos de inteligencia artificial (IA), el impacto de estas ineficiencias también se hace más evidente. Por ejemplo, entrenar el famoso modelo de lenguaje grande. GPT-3 consumió hasta 10 Gigavatios de energía sólo en sus primeros días.6.000 veces más que una ciudad europea media en todo un año.
La startup ha puesto a disposición de investigadores esta plataforma para que los científicos realicen experimentos con neuronas biológicas. Usos de la neuroplataforma 16 organoides del cerebro humano que funcionan como bioprocesadores; Es decir, versiones miniaturizadas de órganos humanos cultivadas en laboratorio se hacen cargo de tareas computacionales tradicionalmente realizadas por chips de silicio. Los usuarios pueden interactuar con el hardware mediante una interfaz gráfica de usuario (GUI) o mediante scripts. Pitón.
Reemplazar los chips de silicio por bioprocesadores como los de Neuroplatform podría generar importantes ahorros de energía.chispa final
¿Como funciona?
La neuroplataforma es una combinación de lo que ellos llaman software mojado al involucrar un componente biológico en sus componentes. Es una tecnología que utiliza tejido cerebral humano para procesar datos. La principal innovación que ofrece la Neuroplataforma es el uso de cuatro conjuntos de electrodos múltiples (MEA) que albergan tejido vivo: organoides; masas celulares tridimensionales de tejido cerebral. Estos electrodos realizan la doble función de estimular los organoides y registrar los datos que procesan. Cada conjunto de electrodos contiene hasta cuatro organoides, interconectados por ocho electrodos utilizados tanto para estimulación como para registro.
Si bien el concepto se parece mucho a cómo se utilizan las redes neuronales artificiales (RNA) en la informática actual, es necesario desarrollar nuevos métodos para estos sistemas biológicos. La información se transmite de un lado a otro mediante conversores analógicos digitales. (Controlador Intan RHS 32) que funciona a una frecuencia de muestreo de 30 kHz y resolución de 16 bits.
¿Cómo ‘viven’ estos organoides? Gracias a un sistema de soporte vital de microfluidos para MEA. El sistema de microfluidos El sistema de circuito cerrado para contener organoides es análogo a los sistemas de enfriamiento de los procesadores tradicionales. Las cámaras monitorean el funcionamiento general del sistema. Además, un paquete de software permite a los investigadores ingresar varios parámetros de datos, así como leer e interpretar la salida del procesador de manera efectiva. Finalmente, la plataforma utiliza sistemas de jaulas controladas por luz ultravioleta para liberar moléculas con una longitud de onda de luz específica que rompe las jaulas moleculares cuando contienen una molécula neuroactiva.
La neuroplataforma representa una convergencia de hardware, software y biología.chispa final
¿Funcionará para siempre?
No. La parte activa de la configuración de tu ordenador también tiene como consecuencia que, en algún momento, el bioprocesador morirá y dejará de funcionar, tal y como detallan los autores en su estudio publicado en la revista Frontiers in Artificial Intelligence. Final Spark garantiza que Los organoides viven 100 días. de momento (recordemos que un chip de silicio puede durar años o incluso décadas).
Por el momento, la plataforma sólo está disponible para Usuarios institucionales con fines de investigación y desarrollo. a un precio de $500 por usuario por mes de uso. Ya hay tres docenas de universidades interesadas en acceder a la Neuroplataforma y la empresa pretende ser pionera en el primer procesador vivo del mundo.
Se está abriendo una nueva frontera en términos de capacidad informática.
La configuración innovadora de Neuroplatform se basa en matrices de electrodos múltiples (MEA), donde se colocan tejidos cerebrales tridimensionales.chispa final
Referencias:
- Neuroplataforma abierta y de acceso remoto para la investigación en computación wetware. Fred D. Jordan* Martin Kutter Jean-Marc Comby Flora Brozzi Ewelina Kurtys Frente. Artif. Intell., 02 de mayo de 2024 Sec. DOI de inteligencia organoide: Volumen 7 – 2024 | https://doi.org/10.3389/frai.2024.1376042
- Wang, G., Haringa, C., Noorman, H., Chu, J. y Zhuang, Y. (2020). Desarrollo de un marco computacional para avanzar en la ampliación de bioprocesos. Tendencias en biotecnología. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2020.01.009.
- Rathore, A., Mishra, S., Nikita, S. y Priyanka, P. (2021). Control de bioprocesos: avances actuales y perspectivas futuras. Vida, 11. https://doi.org/10.3390/life11060557.
