Written by ciencia y tecnologia

Longevidad e inteligencia artificial

La inteligencia artificial y la neurociencia se están entrelazando cada vez más, y en ocasiones, literalmente. ¿Qué relación tienen con la longevidad?

El mundo de la neurociencia se encuentra en constantes investigaciones. En ellas, se han realizado estudios en donde las neuronas biológicas se conectaron a dos neuronas artificiales basadas en silicio, en varios países, en una red neuronal biohíbrida completamente funcional. Otros han aprovechado la dopamina, el mensajero principal del sistema de recompensa del cerebro, para unir la electricidad y la computación química en una computadora semi-viviente.

Si bien todos estos avances siguen siendo en gran medida una curiosidad, estos estudios llevan a las computadoras inspiradas en el cerebro a otro nivel, al incorporar sin problemas neuronas vivas en el hardware de (Inteligencia Artificial) IA. Ahora imagina de manera inversa, circuitos similares dentro del cerebro.

De manera más abstracta, los cerebros biológicos y artificiales se alimentan mutuamente de nuestra comprensión y elaboración de la inteligencia.

Este año, los científicos encontraron “miniordenadores”, donde los “inputs” parecían las dendritas del cerebro. Al igual que las redes neuronales completas, esats interconexiones eran capaces de realizar cálculos lógicos complejos, lo que sugiere que nuestras células cerebrales son mucho más inteligentes de lo que pensábamos anteriormente, algo de lo que la IA puede aprender.

Por otro lado, un algoritmo de referencia inspirado en el cerebro llamado aprendizaje por refuerzo empujó a los neurocientíficos a reexaminar cómo respondemos a la retroalimentación a medida que aprendemos. La IA también ayudó a construir el atlas cerebral más dinámico hasta la fecha, un “mapa viviente” que puede incorporar continuamente nuevos datos y capturar las diferencias individuales.

Al dejar atrás 2020, dos temas principales se filtran en esta área de la inteligencia artificial, no solo por lo que han logrado, sino como indicadores de lo que está por venir.

El por qué envejecemos es una pregunta extremadamente compleja de responder y comprender científicamente. También los métodos que intentan prevenir enfermedades relacionadas con la edad o retrasar el proceso de envejecimiento en sí.

Esta complejidad de n-ésima dimensión casi dicta que la investigación sobre la longevidad debe auto-segregarse en carriles ¿qué significa eso?

 

Tomemos como ejemplo sondear los mecanismos biológicos que impulsan el envejecimiento. Por ejemplo, la fábrica de energía de nuestras células arroja moléculas en forma de bala que dañan la célula. El genoma se vuelve inestable. Las células se vuelven “parecidas a un zombi”. Las células madre en funcionamiento desaparecen. La regeneración de tejidos sufre.

Los científicos a menudo pasan toda su carrera entendiendo una faceta de un único “sello distintivo” del envejecimiento o buscando genes relacionados con la edad. Los afortunados encuentran formas de combatir a ese enemigo, por ejemplo, los senolíticos, una familia de medicamentos que eliminan las células zombis para protegerlas contra las enfermedades relacionadas con la edad. Pero los sellos del envejecimiento no asoman sus cabezas de forma aislada. Trabajan juntos. Una tendencia cada vez mayor es revelar el “cómo” de sus interacciones funcionan con la esperanza de que haya varios pájaros de un tiro.

Este año, los científicos desarrollaron un estudio de estrategias de células madre para rejuvenecer la vista en ratones ancianos con pérdida de visión.

Se centraron en un sello destacado del envejecimiento: la epigenética. Nuestro ADN está salpicado de miles de marcas químicas. A medida que envejecemos, estas marcas se acumulan. Mediante terapia génica, el equipo introdujo tres genes “superestrella” en los ojos de ratones envejecidos para revertir esas marcas y reprogramar las células a un estado más joven. Probablemente hayas oído hablar de esos genes: son tres de los cuatro factores que se utilizan para revertir las células de la piel adultas a un estado similar a una célula madre, o iPSC (células madre pluripotentes inducidas). Restablecer el reloj epigenético fue tan poderoso que mejoró la agudeza visual en ratones viejos, y el equipo ahora ha autorizado la tecnología a Life Biosciences en Boston para que la desarrolle aún más para los humanos.

Otro estudio combinó tres piezas principales del rompecabezas del envejecimiento (células zombis, inflamación y mitocondrias defectuosas) en una imagen completa, con el sorprendente final de que los senolíticos tienen múltiples poderes antienvejecimiento en las células. Finalmente, otro equipo combinó dos enfoques prometedores para el rejuvenecimiento del cerebro —el ejercicio y la sangre joven— para comenzar a empujar los límites de reavivar la memoria y la cognición vacilantes debido al envejecimiento.

La investigación sobre la longevidad ha estado fragmentada durante mucho tiempo, pero está comenzando a fusionarse en un campo multidisciplinario.

Pero hay más, la IA se infiltra completamente en la biología…

Si está buscando una señal de que la IA está abandonando el ámbito digital de los juegos de Atari y se dirige al mundo real, este año es.

En biotecnología, no hay duda de la promesa de la IA en el descubrimiento de fármacos o en los diagnósticos médicos. A finales de 2019, un equipo utilizó modelos generativos y de aprendizaje profundo, similar a AlphaGo, el algoritmo DeepMind que derrotó a los humanos en Go y borró la biblioteca de Atari, para conjurar más de 30.000 nuevas moléculas de fármacos, una hazaña con la que los químicos solo pueden soñar.

Por ahora, todavía no hay un fármaco diseñado por IA en el mercado, una prueba definitiva para la promesa de la tecnología. Sin embargo, aunque la IA no pudo causar sensación en nuestra batalla pandémica actual, el escenario está listo para abordar la próxima, y el descubrimiento de fármacos en su conjunto.

Por el contrario, el diagnóstico médico basado en la IA tuvo una victoria rotunda. Este año, la FDA aprobó un software que utiliza inteligencia artificial para proporcionar una guía en tiempo real para la obtención de imágenes de ultrasonido del corazón, lo que esencialmente permite que quienes no tienen capacitación especializada realicen la prueba. La aprobación trae un total de 29 tecnologías médicas basadas en IA aprobadas por la FDA hasta la fecha. A pesar de que el debate sobre la confianza, la ética y la responsabilidad de los “médicos de la IA” subió de temperatura, la caja de Pandora se ha abierto.

 

Fuentes
Fan, S. (22 de Diciembre de 2020). 2020 in Neuroscience, Longevity, and AI—and What’s to Come. SingularityHub. Obtenido de https://singularityhub.com/2020/12/22/2020-in-neuroscience-longevity-and-ai-and-whats-to-come/

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