En un hito científico sin precedentes, un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst ha logrado crear 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, abre la puerta a computadoras más eficientes y compatibles con tejidos biológicos.
Según Shuai Fu, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática y autor principal del estudio publicado en Nature Communications, «Nuestro cerebro procesa una enorme cantidad de datos, pero su consumo de energía es muy, muy bajo, especialmente en comparación con la electricidad necesaria para ejecutar un modelo de lenguaje grande, como ChatGPT».
La eficiencia energética de las neuronas naturales
El cuerpo humano es más de 100 veces más eficiente eléctricamente que una computadora convencional. Mientras el cerebro usa solo unos 20 vatios para realizar tareas complejas, un modelo de lenguaje grande puede necesitar más de un megavatio.
Según Jun Yao, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y coautor del estudio, «Las versiones anteriores de neuronas artificiales usaban 10 veces más voltaje y 100 veces más energía que la que hemos creado».
Hacia una nueva era de computación bioinspirada
La nueva neurona artificial desarrollada por el equipo funciona con solo 0,1 voltios, «aproximadamente lo mismo que las neuronas de nuestros cuerpos», lo que abre la puerta a computadoras bioinspiradas y dispositivos que se comuniquen directamente con el cuerpo humano, eliminando la necesidad de amplificadores eléctricos que consumen más energía y complican los circuitos.
Yao explica: «Actualmente, tenemos todo tipo de sistemas portátiles de detección electrónica, pero son toscos e ineficientes. Cada vez que captan una señal del cuerpo, deben amplificarla para que una computadora pueda analizarla. Ese paso intermedio aumenta tanto el consumo de energía como la complejidad del circuito, pero los sensores construidos con nuestras neuronas de bajo voltaje podrían funcionar sin amplificación».
El secreto: nanocables de proteína bacteriana
El desarrollo de esta neurona artificial se basa 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.
Este logro científico sin duda marcará un hito en el campo de la computación bioinspirada y la interacción entre dispositivos electrónicos y el cuerpo humano. Las posibilidades de aplicación son enormes y podrían revolucionar áreas como la salud, la robótica y la eficiencia energética.
