El concepto de fusionar hardware y software con tejido vivo ha sido tema de ciencia ficción durante décadas. Gran parte de la ciencia ficción es simplemente una extensión imaginativa de la realidad científica y no es nada nuevo. Las interfaces neuronales y otros dispositivos se han estado desarrollando durante décadas, algunos de ellos incluso funcionan hasta cierto punto. Un gran obstáculo es lograr que los componentes de estado sólido se comuniquen con material orgánico. Los dos son tan diferentes que es difícil crear una forma de comunicación entre el uno y el otro, pero ¿Qué pasaría si la electrónica estuviera hecha de materia orgánica y creamos computadoras vivientes?
Placa madre a base de hongos (Imagen: Andrew Adamatzky)
El Laboratorio de Computación No Convencional
Eso es lo que los investigadores del Laboratorio de Computación No Convencional de la Universidad del Oeste de Inglaterra en Bristol quieren descubrir, donde los científicos han desarrollado un ordenador que funciona a base de micelios.
El Laboratorio de Computación No Convencional está a la vanguardia de la investigación en computación no convencional, incluyendo el estudio de computadoras que funcionan con hongos. Este laboratorio, fundado por el profesor Andrew Adamatzky, explora nuevas formas de computación inspiradas en sistemas biológicos, químicos y físicos, desafiando los paradigmas tradicionales de la informática.
Computadoras vivientes: Contexto e Investigación
Hongos como Material de Computación
Los hongos son estudiados por su capacidad para procesar información de manera similar a cómo funcionan las redes neuronales en el cerebro. Los micelios son partes delgadas y similares a pelos del sistema radicular de un hongo que pueden transmitir impulsos eléctricos, de forma similar a las sinapsis.
De hecho, los hongos conectados a la misma red de micelios bajo tierra a veces pueden comunicarse con señales eléctricas a distancias considerables, creando una especie de internet biológico. Estas estructuras tienen la capacidad de transportar nutrientes y señales eléctricas a través de distancias significativas.
La investigación del Laboratorio de Computación No Convencional se centra en cómo estas señales eléctricas naturales pueden ser aprovechadas para procesar y transmitir información, básicamente utilizando el micelio como una especie de procesador biológico.
Señales Eléctricas y Comunicación en Micelio
El micelio de los hongos puede generar patrones de actividad eléctrica que son análogos a las señales neuronales en animales. Estos patrones de actividad se pueden interpretar como «pulsos» de información.
Esta característica permitió a los científicos utilizar hongos como análogos de componentes de la placa base. Los picos de actividad eléctrica, o su falta, se traducen en ceros y unos, imitando el lenguaje binario.
Los hongos producen picos similares a los potenciales de acción que producen las neuronas. El Laboratorio de Computación No Convencional es el primero en informar sobre la actividad de picos de los hongos medida por microelectrodos, y el primero en desarrollar computación y electrónica fúngicas.
Aplicaciones Potenciales
Biocomputación: Los hongos podrían ser utilizados en sistemas de computación bioinspirada, donde la información se procesa de manera similar a cómo lo hacen los cerebros biológicos. Estos sistemas podrían ser más eficientes energéticamente y ofrecer nuevas formas de resolver problemas complejos.
Sensores y Reducción de Energía: Una aplicación potencial podría ser en la creación de sensores biológicos para monitoreo ambiental, donde los hongos podrían procesar y responder a estímulos ambientales como cambios en la temperatura o la presencia de contaminantes.
Computación Distribuida: Debido a la naturaleza distribuida del micelio, estas redes biológicas podrían usarse para desarrollar formas de computación distribuida que imiten la forma en que los sistemas naturales procesan información en paralelo.
Desafíos y Limitaciones
Control y Previsibilidad: A diferencia de los circuitos de silicio tradicionales, controlar los procesos de señalización en hongos es extremadamente difícil, lo que plantea desafíos en términos de precisión y previsibilidad.
Escalabilidad: Aunque es una tecnología emergente y aún en etapas experimentales, la escalabilidad de estos sistemas para aplicaciones prácticas es un desafío significativo.
Como era de esperar, las computadoras de hongos no se pueden comparar con el hardware tradicional. Si bien Adamatzky explica que estimular el hongo en dos puntos distintos aumenta la conductividad para una comunicación más rápida y fiable, aún no está a la par de la velocidad de la electrónica de estado sólido. Sin embargo, permite que los hongos establezcan recuerdos, de la misma forma en que el cerebro humano forma hábitos.
Por ahora, se trata de estudios de viabilidad, demostrando que es posible implementar la computación, así como circuitos lógicos y electrónicos básicos con micelio. En el futuro, podremos desarrollar computadoras y dispositivos más avanzados con micelio.
Filosofía y Futuro
El trabajo en el Laboratorio de Computación No Convencional no solo busca desarrollar nuevas tecnologías, sino también replantear lo que significa la computación. Al explorar cómo organismos naturales, como los hongos, pueden procesar información, se abre la puerta a una nueva comprensión de la computación que es más integrada con los sistemas biológicos y naturales del planeta.
El Laboratorio de Computación No Convencional está realizando investigaciones pioneras en el uso de hongos para la computación. Aprovechando las propiedades eléctricas del micelio, los investigadores están explorando la posibilidad de crear sistemas biocomputacionales que podrían tener aplicaciones innovadoras en la tecnología del futuro. Aunque todavía en sus primeras etapas, este campo promete desafiar y expandir nuestras concepciones tradicionales de lo que puede ser una computadora.
La investigación también puede conducir a avances en la interconexión entre la máquina y el cerebro, que tiene aplicaciones en los campos de la prótesis y los trastornos de control de la conducta, como el Alzheimer y el Parkinson.
