Ingenieros de la Universidad de Massachusetts Amherst han creado una neurona artificial cuya actividad eléctrica imita de forma casi exacta a las neuronas naturales. Este avance, basado en nanocables de proteína derivados de bacterias generadoras de electricidad, podría permitir computadoras más eficientes y compatibles con tejidos biológicos.
El cuerpo humano es más de 100 veces más eficiente eléctricamente que una computadora. Mientras el cerebro usa solo unos 20 vatios para realizar tareas complejas, un modelo de lenguaje grande puede necesitar más de un megavatio.
El principal desafío para los ingenieros ha sido reducir el voltaje de las neuronas artificiales a niveles biológicos. “Las versiones anteriores de neuronas artificiales usaban 10 veces más voltaje y 100 veces más energía que la que hemos creado”, señaló Jun Yao, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y coautor del estudio.
La nueva neurona, en cambio, funciona con solo 0,1 voltios, “aproximadamente lo mismo que las neuronas de nuestros cuerpos”, refiere en su sitio la Universidad de Massachusetts Amherst.
Este logro abre la puerta a computadoras bioinspiradas y a dispositivos que se comuniquen directamente con el cuerpo humano, eliminando la necesidad de amplificadores eléctricos que consumen más energía y complican los circuitos.
El secreto del desarrollo radica en un nanocable de proteína proveniente de la bacteria Geobacter sulfurreducens, conocida por su capacidad para producir electricidad. Este mismo material ha permitido crear biopelículas alimentadas por el sudor, “narices electrónicas” capaces de detectar enfermedades y dispositivos que generan energía del aire.
Por ahora, las aplicaciones más inmediatas de esta tecnología se orientan a biosensores especializados capaces de diagnosticar enfermedades, detectar fármacos o evaluar toxicidad, donde unas pocas neuronas artificiales pueden interpretar señales celulares.
La investigación fue financiada por la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencia (NSF), los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y la Fundación Alfred P. Sloan.