¿Sueñan las computadoras biológicas con chuchos eléctricos?

 Por Jorge Villeda

Se acabó, señoras y señores. En Australia ya cultivaron el primer chip usando células humanas vivas… ¡y ya jugó ping pong!

Estoy hablando de Cortical Labs, empresa que hace poco en una conferencia de tecnología mostró placas raras y sonrisas en el rostro. El director Hon Weng Chong mostró proyectos avanzados de construcción de ordenadores biológicos con los que busca superar a OpenAI, a Nvidia, y a quien se le cruce en su camino. Este campo, la computación, lo gobierna el de la idea más transgresora, así que por más bizarra que sea esta noticia, creo que es importante contarla.

El mayor costo de todos los servidores y bases de datos en la nube siempre es la energía que pagan para que funcione el equipo y el enfriamiento, pero esta empresa propone un sistema que a penas consume energía y genera casi nada de calor. Si esto llega a comercializarse como tienen planeado, la industria por completo tendrá un giro de 180 grados. Imaginen por un momento el campo de la IA potenciado de esta manera.

El entrenamiento de GPT-3, por ejemplo, consumió 1,287 gigavatios-hora de electricidad, según un artículo de investigación de 2021. Esto equivale a la electricidad consumida por alrededor de 120 hogares en los EE. UU. en 2021. Por otro lado, se dice que el cerebro humano funciona con unos 20 vatios, o la energía suficiente para encender una bombilla LED. ¿Y si alimentan chips con neuronas humanas?

Cómo funciona el sistema?

El sistema consiste en cultivar neuronas humanas derivadas de células madre, para luego introducirlas en un pequeño chip. Las neuronas normalmente funcionan comunicándose con electricidad de por sí, así que, aprovechando este concepto, los científicos leen e interpretan esta actividad, y sobre todo, la estimulan. Para entrenar las células cerebrales para Pong, Cortical Labs conectó el chip híbrido con una computadora que ejecutaba el videojuego. La computadora enviaba señales eléctricas que revelaban dónde estaba la pelota que rebotaba y qué tan lejos estaba de la paleta. Las células tomaron su propia decisión sobre cómo moverse y aprendieron a mejorar su rendimiento a través de la retroalimentación de las señales eléctricas.

Adentrándonos en el área del machine learning, rápidamente se nos enseña un concepto interesante. Para entrenar a un algoritmo se necesita premiar o castigar al sistema, para que este aprenda tras cada iteración, cuales deben ser los caminos a seguir, y cuales se deben desechar, y para esto simplemente se plantean parámetros o estadísticas ideales a las que el sistema debe aproximarse cada vez más… ¿Pero en un sistema biológico como este, como se premia o castiga? La empresa respondió algo sorprendente. Resulta que las neuronas han evolucionado para reconocer patrones, por eso cuando se les expone a un patrón repetitivo o reconocido, la neurona lo interpreta como un éxito, o recompensa. Se podría decir que las neuronas se sienten más “cómodas” en entornos repetitivos y tienden a ellos por mero instinto. Cuando las neuronas juegan correctamente, una señal de ondas sinusoidal repetitiva será la recompensa que les indica que ese es el camino correcto. Sin embargo, si las neuronas pierden el punto, por ejemplo, se le expone a ruido blanco donde no existe ningún patrón, ni confort para las células.

En una comparativa realizada por la empresa, en dónde se les dio a computadoras biológicas y redes neuronales artificiales la misma cantidad de información, las computadoras biológicas superaron con creces a la IA, gastando varios cientos de veces menos energía, demostrando por qué la naturaleza con las mentes vivas de los animales es capaz de razonar al instante, actuar dependiendo del cambiante ambiente y nuestra característica espontaneidad que las computadoras aún no poseen.

Y si el futuro de la inteligencia no está en las IA, si no aquí ¿en las redes biológicas?

El cuerpo

Adentrándonos más en la explicación del director de esta empresa, mostró también otra creación: El cuerpo que mantiene con vida a estas células. Quizá te estás imaginando un robot, quizá estés empacando tus cosas, yéndote al campo, tirando tus aparatos tecnológicos… Pero no, aún no.

El cuerpo de esta gran tecnología emergente es una caja. Una caja muy interesante.

Y es que, inspirados en las utilidades de cada parte interna del cuerpo, esta caja cuenta con equivalentes de sistema circulatorio, por ejemplo, donde circulan los nutrientes que mantienen vivos a las células, sistema digestivo, donde se guardan los nutrientes, sistema excretor, donde se almacenan los residuos (No sabía que las neuronas generaban residuos) unidades de filtración como los riñones, otro sistema de intercambio de gases como los pulmones… Un "cuerpo" casi perfecto que mantiene vivas a las neuronas por tiempos de vida muy prolongados.

Las aplicaciones

Un dato muy interesante que contó en la exposición, fue que, al extraer neuronas de personas con epilepsia, y usarlas en el sistema, el mismo sistema produjo epilepsia. O sea que, este sistema de computadoras biológicas, es capaz de contraer enfermedades, y no solo eso, si no también curarlas, pues también responden a medicamentos. Recomiendo mucho que, si están interesados en saber más funcionalidades y curiosidades, investiguen en internet. Aún no son muy famosos, pero las reseñas y experimentos realizados son impresionantes. Medicinas personalizadas, interpretación y modificación genética… Por poner ejemplos.

“En última instancia, el objetivo de Cortical Labs es ser como Nvidia, que es permitir que la creatividad de otros usuarios se base en esta tecnología”, dice Chong en una entrevista desde Melbourne. “En cinco años, nos encantaría tener 5, 10 empresas exitosas o nuevas empresas que administren sus propios negocios, pero construidos con nuestra tecnología”.

Aunque cueste imaginarlo, no todo el mundo está tan emocionado. Jugar al pong es algo bastante elemental, que en teoría hasta una calculadora de secretaria puede hacer desde hace varias décadas, como dice Madeline Lancaster, investigadora de Cambridge que es pionera en cerebros humanos en miniatura creados en laboratorio. Nice, ya tengo contenido para el siguiente blog.

Otra cosa que se le critica es que, el problema de este tipo de sistemas, casi siempre es el mismo. Las neuronas en un plato de silicón parecen estar atascadas, sin posibilidad de expansión, tanto física como “mental” y hasta el momento no se han hecho tareas de verdadera dificultad exponencial que necesitan hacer hoy en día las computadoras de mejor categoría. Por eso no está clara la viabilidad, pero la empresa sabe venderse muy bien y varios inversores que en el mundo se consideran pesos pesados ya quieren su parte en esta fiesta.

Chong dice que recibe consultas de empresas que le preguntan qué más pueden hacer las células cerebrales. Una de las consultas fue "ridícula", que era si las células podían aprender a intercambiar bitcoins, dice Chong con una sonrisa. Por loco que parezca, Chong no descartó la idea. En cambio, ofreció construir un código de software para que el investigador pudiera alimentar las células del cerebro con precios de bitcoin y experimentar.

“Es muy difícil en Cortical Labs porque no solo tenemos que ser Nvidia para fabricar el hardware, sino también OpenAI para escribir el software”, dice Chong. “Además de eso, tenemos que demostrar que esta computadora biológica aún puede extenderse más, que podemos hacer que haga más tareas que solo jugar Pong”.

Pero ahora viene mi parte favorita. La parte ética. La parte existencial.

¿Dijimos que toda red neuronal debe ser premiada o castigada, que a estos sistemas vivos se les exponía a frecuencias que los alentaban o castigaban, pero… 

¿Dolerá?

Están en teoría vivos, al menos más vivos que una IA o una computadora en sí, por lo que, si antes era un gran debate si considerar a ciertas inteligencias artificiales como vivas, el debate ahora roza los límites, se posiciona ahí, en el punto medio entre la consciencia y la farsa.

Si a nosotros los humanos nos aturde el ruido de gran volumen, y tenemos la capacidad de alejarnos de él, ahora imagínense como un sistema de neuronas en un ambiente de información infinita. La agonía interminable del ruido blanco adentrándose en cada picnómetro de tu existencia inefable, sin escapatoria, atrapado en esa diminuta caja de silicón.

Si el sueño de la empresa es dotarles de consciencia como afirman, en algún momento sufrirán dolor y placer. Por el momento, según la empresa solo son sensibles a las impresiones sensoriales, que para mí es lo mismo, ha decir verdad.

Chong, nuestro CEO de confianza, la voz de la empresa, afirma que en la empresa trabajan con especialistas en bioética pero que para cualquiera que quiera adentrarse en esta industria, se topará con un enorme “foso técnico” lleno de incertidumbres.

Quiero terminar colocando algunas frases que encontré en su página web. Frases que pueden emocionar… o aterrar.

“Las neuronas humanas son autoprogramables, infinitamente flexibles, son el resultado de cuatro mil millones de años de evolución.”

“Sabemos que una mente orgánica aprende mejor que cualquier modelo digital. Puede cambiar de tarea fácilmente y trasladar lo aprendido de una tarea a otra. Pero lo más importante es lo que no sabemos. ¿Cuáles son los límites de una mente conectada al infinito? ¿Qué puede hacer con los datos en los que literalmente vive?”

“El silicio es crudo, rígido, inmutable. Nuestras redes neuronales orgánicas se basan en esta potencia bruta, pero la forma en que crecen y evolucionan no se limita al software que ejecutan. No hay software, está codificado en su ADN. ¿Cómo cambiará la informática a medida que pasemos del silicio duro al tejido blando?”

“No estamos fabricando computadoras más inteligentes, centros de datos más eficientes ni publicidad más personalizada. Estamos haciendo esto para ver qué pasa. ¿Qué sucede si desarrollamos una mente nativa del espacio infinito de posibilidades de la computación digital?

Nos preguntamos qué significará para los espacios digitales, para la robótica, la ciencia, el cuidado personal. Explorar la delimitación entre la mente personal, la mente distribuida, las realidades digital y física. Para desdibujar esos límites. Nos preguntamos qué significa desarrollar una mente, nacida del mundo físico, pero nativa del mundo digital, adónde irá esa mente y qué nos enseñará.”

 

 

Referencias

Mis principales fuentes fueron las siguientes:

https://corticallabs.com/ La página oficial del laboratorio

https://www.forbesargentina.com/negocios/que-hace-como-empresa-quiere-ser-proxima-nvidia-n35712 Forbes

https://youtu.be/zOruB29TAtY?si=RThMuGcg5SKQiSdA El canal de DotCSV, especialista en redes neuronales, muy recomendado.