“Inteligência organoide” (OI): biocomputação e inteligência em um prato

Modelos de aprendizado de máquina como o que alimenta o ChatGPT estão gerando ensaios, contos e podcasts inteiros. Mas os cientistas estão procurando outra forma de computação que poderia ser tão eficiente e poderosa, e está em nossos cérebros.

In um novo artigo publicado na terça-feira em Fronteiras, uma grande colaboração internacional liderada por pesquisadores da John Hopkins University (JHU) detalha como as tecnologias cérebro-máquina são a mais nova fronteira em biocomputação e fornece um roteiro de como torná-la realidade.

Como explica o artigo, a inteligência organoide (OI) é um campo emergente no qual os pesquisadores estão desenvolvendo computação biológica usando culturas 3D de células cerebrais humanas (organoides cerebrais) e tecnologias de interface cérebro-máquina. Esses organoides compartilham aspectos da estrutura e função do cérebro que desempenham um papel fundamental nas funções cognitivas, como aprendizado e memória. Eles serviriam essencialmente como hardware biológico e poderiam um dia ser ainda mais eficientes do que os computadores atuais executando programas de IA.

“A visão da OI é usar o poder do sistema biológico para avançar no campo das ciências vivas, bioengenharia e ciência da computação”, escreveu Lena Smirnova, pesquisadora da JHU e autora do artigo, em um e-mail ao Motherboard. “Se observarmos a eficiência com que o cérebro humano opera no processamento de informações, aprendizado, etc., é tentador traduzir e modelar isso para ter um sistema que funcionará de maneira mais rápida e eficiente [do que] os computadores atuais”.

Por exemplo, o cérebro humano tem uma capacidade incrível de armazenar informações: o noggin médio pode armazenar cerca de 2,500 terabytes, de acordo com o jornal. Os pesquisadores imaginam estruturas celulares 3D complexas que seriam conectadas a sistemas de IA e aprendizado de máquina.

“Estamos atingindo os limites físicos dos computadores de silício porque não podemos colocar mais transistores em um chip minúsculo”, disse Thomas Hartung, pesquisador da JHU e um dos autores do estudo, em um comunicado à imprensa. “Mas o cérebro é conectado de forma completamente diferente. Tem cerca de 100 [bilhões] de neurônios ligados por mais de 1015 pontos de conexão. É uma enorme diferença de potência em comparação com a nossa tecnologia atual.”

Pesquisadores já combinaram o biológico e o sintético para ensinar células cerebrais como jogar Pong––uma prova de conceito que foi conduzida por alguns dos mesmos cientistas envolvidos nesta iniciativa. Esse projeto envolveu a criação de um sistema DishBrain, onde os pesquisadores criaram uma interface cérebro-computador, fornecendo aos neurônios uma entrada sensorial elétrica simples e feedback que lhes permitiu “aprender” o jogo.

No entanto, o novo artigo vê aplicações ainda maiores do que fazer com que as células joguem videogames. Por um lado, os organoides cerebrais podem ter aplicações na medicina. Os autores escrevem que a pesquisa em OI permitirá a exploração de transtornos neurodegenerativos e do neurodesenvolvimento interindividuais e revolucionará a pesquisa sobre testes de drogas.

Assim como com inteligência artificial, existem preocupações éticas, e os pesquisadores reconhecem isso. Para garantir que a OI se desenvolva de maneira ética e socialmente responsiva, eles propõem uma abordagem de 'ética incorporada', na qual “equipes interdisciplinares e representativas de especialistas em ética, pesquisadores e membros do público identificam, discutem e analisam questões éticas e as alimentam para informar futuras pesquisas e trabalhos”.

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