Ingenieros de la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado una neurona artificial que replica casi a la perfección la actividad eléctrica de las neuronas humanas, un avance que podría revolucionar la informática y la interacción con tejidos biológicos. Este hito, publicado en Nature Communications, utiliza nanocables de proteína derivados de la bacteria Geobacter sulfurreducens, conocida por generar electricidad.
Shuai Fu, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática y autor principal del estudio, destaca la eficiencia energética del cerebro humano: «Procesa una enorme cantidad de datos con solo unos 20 vatios, mientras que un modelo de lenguaje grande, como ChatGPT, puede consumir más de un megavatio». Esto hace al cuerpo humano más de 100 veces más eficiente que una computadora convencional.
El principal obstáculo para los investigadores ha sido reducir el voltaje de las neuronas artificiales a niveles biológicos. «Las versiones anteriores operaban con 10 veces más voltaje y 100 veces más energía que nuestra neurona», explica Jun Yao, profesor asociado y coautor del estudio. La nueva neurona funciona con solo 0,1 voltios, similar al de las neuronas humanas, lo que elimina la necesidad de amplificadores eléctricos que aumentan el consumo energético y complican los circuitos.
Este avance abre la puerta a computadoras bioinspiradas y dispositivos capaces de interactuar directamente con el cuerpo humano. «Los sistemas actuales de detección electrónica, como los wearables, son ineficientes porque necesitan amplificar las señales del cuerpo para que una computadora las procese», señala Yao. Los sensores basados en estas neuronas de bajo voltaje podrían operar sin amplificación, reduciendo tanto el consumo de energía como la complejidad de los circuitos.
El material clave es un nanocable de proteína de Geobacter sulfurreducens, que ya ha sido utilizado en biopelículas alimentadas por sudor, «narices electrónicas» para detectar enfermedades y dispositivos que generan energía del aire. Este desarrollo, financiado por la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencia, los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Alfred P. Sloan, promete aplicaciones en medicina, informática y tecnologías sostenibles, acercando la ciencia a una integración más natural entre máquinas y organismos vivos.