Células del cerebro humano en una placa aprenden a jugar al Pong

Por primera vez, los científicos pudieron demostrar que 800.000 células cerebrales vivas atrapadas en una placa de Petri pueden aprender a jugar al famoso y rústico videojuego Pong.

Crédito: Feelfarbig Magazine.

«Hemos demostrado que podemos interactuar con neuronas biológicas vivas de tal manera que las obliga a modificar su actividad», dijo Brett Kagan, director científico de la empresa de biotecnología Cortical Labs, en un comunicado de prensa. «Lo que lleva a algo que se parece a la inteligencia».

El experimento sirve como un recordatorio del hecho de que sabemos muy poco acerca de cómo funciona el cerebro humano. Sin embargo, los resultados obtenidos podrían ofrecernos nuevos caminos emocionantes para estudiar —y con suerte comprender— el funcionamiento interno más profundo de la mente humana.

En este momento, los investigadores dependen en gran medida de las pruebas con animales y los modelos de IA para estudiar la función cerebral. Pero si se cree en los autores detrás del nuevo estudio, este avance podría algún día eliminar la necesidad de cualquiera de los dos.

Una imagen de microscopía de células neurales donde los marcadores fluorescentes muestran diferentes tipos de células. El verde marca las neuronas y los axones, el violeta marca las neuronas, el rojo marca las dendritas y el azul marca todas las células. Cuando hay varios marcadores presentes, los colores se fusionan y, por lo general, aparecen como amarillo o rosa, según la proporción de marcadores. Crédito: Cortical Labs.

«En el pasado, se desarrollaron modelos del cerebro de acuerdo con la forma en que los informáticos creen que podría funcionar», comentó Kagan. «Eso generalmente se basa en nuestra comprensión actual de la tecnología de la información, como la computación de silicio. Pero en verdad, no entendemos realmente cómo funciona el cerebro».

Para su estudio, los científicos utilizaron células de ratón y humanas —las primeras extraídas de cerebros embrionarios de ratón, mientras que las segundas se derivaron de células madre humanas—. Luego, las células se cultivaron sobre matrices de microelectrodos con la capacidad de «estimularlas y leer su actividad».

A partir de ahí, fue como un juego... Literalmente. Un video del experimento muestra las células del cerebro lanzando con éxito la pelota de un lado a otro:

Los científicos usaron los electrodos a cada lado de la matriz para decirle a DishBrain —el encantador nombre de su creación— la posición de la pelota de Pong. Luego, la retroalimentación de los electrodos le enseñó a las células cómo convertirse en la paleta para volear.

«Nunca antes habíamos podido ver cómo actúan las células en un entorno virtual», dijo Kagan. «Logramos construir un entorno de circuito cerrado que puede leer lo que sucede en las células, estimularlas con información significativa y luego cambiar las células de una manera interactiva para que realmente puedan alterarse entre sí».

Imagen de microscopio electrónico de barrido de un cultivo neuronal que ha estado creciendo durante más de seis meses en una matriz de electrodos múltiples de alta densidad. Algunas células neuronales crecen alrededor de la periferia y han desarrollado redes complicadas que cubren los electrodos en el centro. Crédito: Cortical Labs.

«Esta nueva capacidad de enseñar a los cultivos celulares a realizar una tarea en la que exhiben sensibilidad —al controlar la paleta para devolver la pelota a través de la detección—, abre nuevas posibilidades de descubrimiento», agregó Adeel Razi, director del Laboratorio de Neurociencia Computacional y de Sistemas de la Universidad de Monash y coautor del estudio. «Tendrá consecuencias de largo alcance para la tecnología, la salud y la sociedad».

Por supuesto, esto todavía está en sus inicios, pero bien puede estar en camino de sentar las bases para un nuevo campo de estudio. Mientras tanto, la siguiente tarea en la lista de DishBrain es jugar Pong, ¡mientras está «borracho»!

El director científico de Cortical Labs, el Dr. Brett J. Kagan (sentado), y el director ejecutivo, el Dr. Hon Weng (de pie), realizan trabajo celular en matrices de electrodos múltiples en una campana de bioseguridad.

«Estamos tratando de crear una curva de dosis-respuesta con etanol, básicamente emborrachando a las células y viendo si juegan peor, como cuando la gente bebe», concluyó Kagan.

El innovador estudio detallando el experimento ha sido publicado en la revista Neuron.

Fuente: STD. Edición: MP.