Pesquisadores da Universidade Johns Hopkins compartilharam seu plano para “inteligência organoide”. A equipe está trabalhando para criar um “biocomputador” alimentado por células cerebrais humanas, que eles acreditam poder expandir exponencialmente as capacidades da computação moderna e criar novos campos de estudo.
O estudo foi publicado na revista Fronteiras na ciência.
A ascensão da biocomputação
Thomas Hartung é professor de ciências da saúde ambiental na Escola de Saúde Pública Johns Hopkins Bloomberg e na Escola de Engenharia Whiting. Ele está liderando o projeto.
“A computação e a inteligência artificial têm impulsionado a revolução tecnológica, mas estão atingindo um teto”, disse Hartung. “A biocomputação é um esforço enorme para compactar o poder computacional e aumentar sua eficiência para ultrapassar nossos limites tecnológicos atuais.”
Por quase duas décadas, os pesquisadores têm usado organoides minúsculos, tecidos desenvolvidos em laboratório que se assemelham a órgãos totalmente desenvolvidos , para fazer experimentos em rins, pulmões e outros órgãos sem recorrer a testes em humanos ou animais. Hartung e seus colegas da Johns Hopkins têm trabalhado mais recentemente com organoides cerebrais, esferas do tamanho de um ponto de caneta com neurônios e outros recursos que prometem sustentar funções básicas como aprender e lembrar.
“Isso abre a pesquisa sobre como o cérebro humano funciona”, disse Hartung. “Porque você pode começar a manipular o sistema, fazendo coisas que você não pode eticamente fazer com cérebros humanos.”
Hartung começou a crescer e montar células cerebrais em organoides funcionais em 2012 usando células de amostras de pele humana reprogramadas em um embrião estado de células-tronco. Cada organoide contém cerca de 50.000 células, aproximadamente do tamanho do sistema nervoso de uma mosca da fruta. Ele agora imagina construir um computador futurista com esses organoides cerebrais.
Imagem ampliada de um organoide cerebral produzido no laboratório de Thomas Hartung, tingido para mostrar neurônios em magenta, núcleos celulares em azul e outras células de suporte em vermelho e verde. Image: Jesse Plotkin/Universidade Johns Hopkins
Construindo um computador futurista com organoides cerebrais
De acordo com Hartung, os computadores que funcionam com esse “hardware biológico” podem começam a aliviar as demandas de consumo de energia da supercomputação que estão se tornando cada vez mais insustentáveis. Embora os computadores processem cálculos envolvendo números e dados mais rapidamente do que os humanos, os cérebros são muito mais inteligentes na tomada de decisões lógicas complexas, como diferenciar um cachorro de um gato.
“Pode levar décadas até atingirmos o objetivo de algo comparável a qualquer tipo de computador”, disse Hartung. “Mas se não começarmos a criar programas de financiamento para isso, será muito mais difícil.”
A inteligência organoide também pode revolucionar a pesquisa de testes de drogas para distúrbios do desenvolvimento neurológico e neurodegeneração.
Lena Smirnova é professora assistente de saúde ambiental e engenharia da Johns Hopkins e colidera as investigações.
“Queremos comparar os organoides cerebrais de doadores tipicamente desenvolvidos com os organoides cerebrais de doadores com autismo”, disse Lena. “As ferramentas que estamos desenvolvendo para a computação biológica são as mesmas que nos permitirão entender as mudanças nas redes neuronais específicas para o autismo, sem ter que usar animais ou acessar pacientes, para que possamos entender os mecanismos subjacentes de por que os pacientes têm essas cognições questões e deficiências.”
Para avaliar as implicações éticas de trabalhar com inteligência organoide, um consórcio diversificado de cientistas, bioeticistas e membros do público foram incorporados à equipe.