Como ensinar a ‘ler’ sinais do código morse a bacterias

Un equipo español modifica a xenética destes microorganismos para que aprendan a decodificar mensaxes

Alfonso Jaramillo, no laboratorio do l2SYSBIO coas bacterias que utiliza no seu proxecto. Crédito: CSIC
Alfonso Jaramillo, no laboratorio do l2SYSBIO coas bacterias que utiliza no seu proxecto. Crédito: CSIC

Un grupo de investigación traballa con enxeñería xenética para lograr que as bacterias reaccionen a un estímulo asociado a un sinal lingüístico. O obxectivo é que esta poboación de bacterias sexa capaz de ‘ler’ o código morse, un seguinte paso para utilizar organismos vivos en computación. O proxecto busca comprobar se estes seres vivos poden crear redes neuronais que lles permita ter intelixencia artificial.

A investigación realízase no Laboratorio de Bioloxía Sintética De Novo do Instituto de Bioloxía Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro mixto do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC) e a Universitat de València (UV). Ademais, conta con financiamento da Oficina de Investigación Naval dos Estados Unidos.

O proxecto busca que as bacterias decodifiquen mensaxes sen necesidade de programas informáticos

A computación biolóxica estuda como utilizar elementos da natureza para procesar e almacenar información. Como calquera outra rama da computación, combina un hardware (as bacterias) cun software, o programa para utilizar a información. As células vivas do experimento pertencen á especie Escherichia coli e son modificadas xeneticamente para reaccionar a un determinado sinal, proporcionando unha computadora que non necesita software.

De xogar ao tres en raia a decodificar sinais

Estas bacterias son capaces de aprender grazas a que se lles incorporou unha memoria nos seus xenes: xa foron capaces de aprender a xogar ao tres en raia xogando contra humanos e recibindo como único coñecemento se gañaron ou perderon. “Agora estamos a deseñar bacterias intelixentes que sexan capaces de aprender a decodificar sinais”, asegura o director do laboratorio, o científico do CSIC Alfonso Jaramillo. O principio que aplican baséase na física, no fenómeno coñecido como resonancia.

Fluorescencia en bacterias. / CSIC

“As partículas que compoñen a materia posúen unha frecuencia de vibración característica. Se se actúa sobre elas cunha frecuencia igual, estas vibrarán coa amplitude máxima posible”, explica Jaramillo, que iniciou a súa carreira investigadora como físico teórico no Instituto de Física Corpuscular (IFIC), outro centro mixto do CSIC e a UV.

O que fai o equipo de Jaramillo é modificar algúns xenes das bacterias para que ‘oscilen’ (reaccionen) ante un determinado sinal. Neste caso, reciben un pulso químico cunha duración temporal concreta como os sinais do código morse (formadas por pulsos longos e curtos). As ‘instrucións’ da resonancia gárdanse na memoria da bacteria. Ao recibir o sinal programado, as bacterias xeran proteínas que provocan que a bacteria se ilumine (fluorescencia), nun proceso similar ao das sinapses do noso cerebro.

Empregar fungos como un supercomputador

“Obtemos así un sistema neuromórfico, unha poboación de bacterias que funciona como unha superneurona”, describe o científico do CSIC. Segundo Jaramillo, no futuro a suma das reaccións desta poboación de bacterias sería capaz de decodificar calquera letra do código morse.

“Poderiamos crear algo parecido ao planeta Pandora da película Avatar”

ALFONSO JARAMILLO, investigador do CSIC

De momento poderían ler só unha letra cada vez, pero este é o primeiro paso para crear en organismos vivos o que en computación se coñece como ‘rede neuronal artificial’, un concepto inspirado na bioloxía, onde un conxunto de unidades (neuronas) están conectadas entre si para transmitir sinais.

“Se puideramos utilizar este sistema en fungos, que se demostrou que son capaces de conducir electricidade e de crear redes entre as árbores, poderiamos crear algo parecido ao planeta Pandora da película Avatar”, apunta Jaramillo.

O proxecto pretende demostrar que se poden usar organismos biolóxicos para facer computación, un computador biolóxico que, segundo Jaramillo, ten vantaxes mesmo sobre o computador cuántico. “Un organismo vivo non consome electricidade, é robusto a danos, pode integrarse noutros organismos vivos, ten un custo baixo e reprodúcese só”, resume.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.