Por Em um momento em que a inteligência artificial avança rapidamente, feitos emocionantes, como conectar mini-cérebros, ainda surpreende.
Foi isso que a startup suíça FinalSpark fez ao revelar um biocomputador que se conecta a células cerebrais vivas e pulsantes. E melhor, apresentando um consumo de energia muito baixo em comparação com as crescentes demandas energéticas da computação tradicional baseada em bits.
A plataforma online da FinalSpark utiliza aglomerados esféricos de células cerebrais humanas cultivadas em laboratório, conhecidos como organoides.
Um total de 16 organoides mini-cérebros se acomodam em quatro matrizes, cada uma conectada a oito eletrodos e a um sistema microfluídico que fornece água e nutrientes às células.
Essa abordagem, chamada de computação wetware, auxilia os pesquisadores na criação de organoides em laboratório. Esta é uma tecnologia relativamente nova que permite aos cientistas estudar mini réplicas de órgãos individuais.
Via Freepik
Mini-cérebros e economia de energia
A ascensão dos organoides como técnica de pesquisa coincide com a explosão das redes neuronais artificiais em termos de utilização e capacidade de processamento, base para grandes modelos linguísticos como o ChatGPT.
A FinalSpark afirma que os bioprocessadores, incluindo o sistema de interface cérebro-máquina que está desenvolvendo, consomem um milhão de vezes menos energia do que os processadores digitais tradicionais.
De acordo com o site Science Alert, embora não haja dados específicos sobre o sistema da FinalSpark, seu consumo de energia ou capacidade de processamento, a equipe de pesquisa da empresa afirma que treinar um único modelo linguístico de grande porte, como o GPT-3, precursor do GPT-4, exigiu 10 gigawatts/hora—aproximadamente 6.000 vezes a energia consumida anualmente por um cidadão europeu.
O cérebro humano opera seus 86 bilhões de neurônios utilizando apenas uma fração dessa energia: cerca de 0,3 quilowatts/hora por dia.
Assim, as tendências tecnológicas indicam que a indústria da IA, em rápida expansão, consumirá 3,5% da eletricidade mundial até 2030. Atualmente, a indústria informática já é responsável por cerca de 2% das emissões globais de dióxido de carbono (CO2).
Nesse contexto, é cada vez mais necessário encontrar maneiras de tornar a computação mais eficiente em termos energéticos e as sinergias entre redes de neurônios e circuitos computacionais representam um caminho promissor a ser explorado.
Onde se aplica?
As inovações da FinalSpark em biocomputação e organoides cerebrais têm um vasto potencial de aplicações. Primeiramente, elas podem revolucionar a eficiência energética da computação, oferecendo alternativas aos processadores digitais tradicionais que consomem muita energia.
Além disso, a plataforma permite pesquisas aprofundadas em neurociência, possibilitando a realização de experimentos de longa duração para estudar o desenvolvimento e funcionamento do cérebro humano em um ambiente controlado.
A tecnologia também pode acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos. Dessa forma, possibilita a injeção e teste de moléculas e fármacos diretamente em organoides. Assim, simula com precisão as respostas biológicas humanas.
Em um futuro mais avançado, esses sistemas podem ser integrados em interfaces cérebro-máquina mais sofisticadas, abrindo caminho para avanços em neuroprostética, tratamentos de doenças neurológicas e possivelmente até no aprimoramento das capacidades cognitivas humanas.
Via Freepik
No futuro
A FinalSpark não é a primeira empresa a tentar conectar sondas a sistemas biológicos. Outros tentaram programar redes neuronais de forma confiável para realizar funções específicas de input-output sob comando, como no caso dos mini-cérebros.
Embora o objetivo final seja desenvolver novas abordagens de computação eficientes em termos energéticos, atualmente o sistema está sendo utilizado para permitir que pesquisadores realizem longas experiências com organoides cerebrais, assim como seus antecessores.
Contudo, ainda existem formas de melhorar. Isso porque a equipe da FinalSpark garante que os pesquisadores conseguem se conectar ao sistema de forma remota. Além disso, os mini-cérebros podem sobreviver por até 100 dias, com sua atividade elétrica em monitoramento 24 horas por dia.
A equipe indica que, no futuro, eles pretendem expandir as capacidades da plataforma para lidar com uma gama mais ampla de protocolos experimentais relevantes para a computação wetware, como a injeção de moléculas e fármacos em organoides para testes.
Fonte: Tempo
