Organoides cerebrais e bioprocessadores continuam a emergir como tecnologias inovadoras no campo da biocomputação. FinalSpark, uma startup suíça na Europa, desenvolveu o que afirmam ser o primeiro bioprocessador do mundo usando organoides do cérebro humano. Esses organoides são versões miniaturizadas e simplificadas de órgãos cultivados in vitro a partir de células-tronco ou amostras de tecido. Este desenvolvimento representa um passo importante na integração de estruturas biológicas com tecnologias de computação tradicionais.
O bioprocessador, parte da “neuroplataforma” do FinalSpark, pode oferecer acesso remoto a 16 organoides do cérebro humano. Esta plataforma é atualmente única na medida em que permite a interação com neurônios biológicos em um ambiente laboratorial controlado. A empresa afirma que esses bioprocessadores são capazes de aprender e processar informações, mudando potencialmente a forma como as tarefas computacionais são tratadas. Eles também são muito eficientes em termos energéticos.
Os organoides humanos são o futuro da computação? O bioprocessador do FinalSpark desperta debate
Uma das afirmações mais marcantes sobre o bioprocessador desenvolvido por FinalSpark é a sua eficiência energética. A empresa afirma que seu bioprocessador consome um milhão de vezes menos energia que os processadores digitais convencionais. Para colocar isto em perspetiva, treinar um modelo sofisticado de IA como o GPT-3 requer aproximadamente 10 GWh de energia – cerca de 6.000 vezes o consumo anual de energia de um agregado familiar europeu médio.
Em contraste, a necessidade de energia drasticamente menor do bioprocessador poderia levar a práticas de computação mais sustentáveis, especialmente em campos com uso intensivo de dados, como a inteligência artificial. Esta redução dramática no consumo de energia não é apenas uma conquista técnica, mas também um benefício ambiental. À medida que as tecnologias digitais e os centros de dados continuam a expandir-se, o seu impacto ambiental tornou-se uma preocupação crítica. Ao reduzir significativamente os requisitos de energia, bioprocessadores como os desenvolvidos pela FinalSpark poderiam ajudar a mitigar alguns destes problemas ambientais.
A tecnologia por trás da Neuroplataforma é baseada em uma arquitetura chamada “wetware”. Esta é uma combinação de biologia, software e hardware. O sistema usa quatro matrizes multieletrodos (MEAs) para abrigar organoides, massas 3D de células derivadas de tecido cerebral. Cada MEA abriga quatro organoides, perfazendo um total de 16 processos diferentes de processamento de organoides.
A estrutura complexa construída sustenta as capacidades únicas dos bioprocessadores. Ao imitar a comunicação entre as células nervosas, os organoides podem realizar tarefas complexas, como aprendizagem, memória e processamento de informações. Isso torna os bioprocessadores mais flexíveis e adaptáveis que os processadores convencionais. No entanto, os efeitos a longo prazo desta nova tecnologia ainda não são totalmente compreendidos. Questões como até que ponto os bioprocessadores podem imitar a complexidade do cérebro humano e em que áreas serão mais eficazes ainda estão a ser investigadas.
Considerações éticas: Navegando em novos territórios
O uso de organoides do cérebro humano na computação também abre um campo complexo de considerações éticas. Esses organoides, embora não possuam consciência, são derivados de células humanas e imitam algumas funções do cérebro humano. Isto levanta questões sobre as implicações morais do seu uso em pesquisa e tecnologia. Os debates éticos que provavelmente surgirão a partir desta tecnologia centrar-se-ão na medida em que os materiais biológicos humanos podem ser utilizados em aplicações não médicas. Além disso, o fornecimento de células para estes organoides, os processos de consentimento envolvidos e os potenciais impactos a longo prazo da sua utilização devem ser cuidadosamente considerados. À medida que esta tecnologia avança, será crucial que os órgãos reguladores, os investigadores e o público se envolvam em discussões sobre os quadros éticos que devem orientar o desenvolvimento e a utilização de bioprocessadores.
Escalabilidade e acessibilidade
Embora o potencial dos bioprocessadores seja imenso, existem desafios práticos relacionados com a escalabilidade e a acessibilidade que precisam de ser abordados. A plataforma FinalSpark suporta atualmente um número limitado de organoides e está acessível a um grupo seleto de instituições por uma taxa substancial. Embora a plataforma neuro ofereça uma experiência semelhante à da nuvem, os pesquisadores ainda não estão claros sobre como o poder de processamento de 16 organoides pode ser compartilhado entre vários processos. Até o momento, apenas nove instituições tiveram acesso à plataforma de computação remota, e o FinalSpark cobra uma assinatura mensal de 500pcm (um tipo de criptomoeda) para cada usuário.
Isso representa um dos maiores obstáculos ao uso generalizado de bioprocessadores. Isto levanta questões sobre a democratização dessa tecnologia e a sua disponibilidade para uma comunidade científica mais ampla. A escalabilidade dos bioprocessadores envolve não apenas a capacidade técnica de produzir e manter um maior número de organoides, mas também a infraestrutura necessária para apoiar o acesso generalizado a esta tecnologia. À medida que o campo se desenvolve, será necessário conceber estratégias para garantir que estas ferramentas inovadoras possam beneficiar um conjunto mais vasto de investigadores e profissionais sem custos proibitivos ou barreiras logísticas.
O desenvolvimento de bioprocessadores usando organoides do cérebro humano pela FinalSpark marca um avanço notável na integração da biologia com a tecnologia da computação. Embora o potencial para redução do consumo de energia e capacidades computacionais melhoradas seja significativo, esta tecnologia também traz desafios éticos e práticos complexos. À medida que avançamos, será essencial abordar estas questões de forma abrangente, garantindo que os benefícios dos bioprocessadores sejam realizados de forma responsável e equitativa.
Crédito da imagem em destaque: FinalSpark
Source: Organoides cerebrais e bioprocessadores: uma nova abordagem para a computação