Un equipo internacional de científicos ha conseguido construir el cerebro digital más completo hasta el momento, gracias a uno de los superordenadores más potentes del mundo: Fugaku. Esta no es solo una demostración del potencial de estas máquinas. También es un gran paso adelante en la investigación del cerebro, ya que esta invención supone un gemelo digital en el que se pueden estudiar multitud de mecanismos y enfermedades del sistema nervioso.
El cerebro digital está basado en el de los ratones. Es cierto que el cerebro de los humanos es más complejo; pero, aun así, este sigue siendo un invento muy útil. Además, podría verse solo como un primer paso. Una vez demostrada la posibilidad de reproducir digitalmente este órgano, no es descartable que en el futuro se logre hacer lo propio con el cerebro humano.
De momento, este cerebro digital es mucho más versátil que un cerebro real de ratón, ya que permite probar diferentes enfoques de una sola vez. Antes solo se podían hacer experimentos individuales. De este modo se puede estudiar un fármaco contra el alzhéimer y a la vez estudiar cómo se transmiten las convulsiones entre neuronas. Todo ello sin dañar a ningún animal, algo que, si bien no está siendo de lo más comentado del hallazgo, también es de vital importancia.
¿Cómo es el superordenador que ha permitido crear este cerebro digital?
Fugaku, el superordenador desarrollado por RIKEN y Fujitsu, es capaz de procesar más de 400 cuatrillones de operaciones en un segundo. Si una persona quisiera contar cada uno de esos datos por segundo en voz alta, tardaría 12.700 millones de años en hacerlo. Necesitaría que muchísimas generaciones lo sustituyeran y posiblemente la especie o el planeta desaparecerían antes de que acabase, pero esa es otra cuestión. Es un número enorme, en eso estamos de acuerdo.
Poder procesar todos esos datos en tan poco tiempo es esencial en multitud de campos, desde las ciencias de la vida hasta la prevención y mitigación de desastres, pasando por la energía, la fabricación, la ciencia básica y las aplicaciones socioeconómicas. Se pueden analizar todas las posibilidades, con infinidad de escenarios, y elegir las mejores en cada caso. Es como un Doctor Strange que no tiene límites. Por ejemplo, puede estudiar distintas conformaciones de moléculas y encontrar las que podrían servir como fármaco para una afección en concreto.
Todo esto es posible gracias al ensamblaje de 158.796 nodos, que actúan como pequeños ordenadores trabajando simultáneamente.
¿Pero cómo ha llevado todo esto a la obtención de un gemelo digital cerebral?
Utilizando el Brain Modeling ToolKit del Instituto Allen, en Washington, un equipo internacional de científicos convirtió datos biológicos en una reconstrucción digital funcional de la corteza del cerebro de ratón. Para simular el comportamiento neuronal vivo, se usó una herramienta, llamada Neulite, que transforma ecuaciones matemáticas en neuronas virtuales capaces de disparar, señalizar y comunicarse, exactamente igual que lo hacen las neuronas normales. Todo esto supone el manejo de infinidad de ecuaciones matemáticas que es necesario resolver rápidamente. Ahí es donde entra en juego el superordenador Fugaku.
El resultado es un cerebro digital con sinapsis entre neuronas, a través de las que se transmiten los neurotransmisores que dan lugar a las señales que se transmiten en forma de ondas. Todo igual que en un cerebro real.
Esto permite, como ya hemos visto, estudiar cómo funciona el cerebro en distintas configuraciones: la vigilia, el sueño, el consumo de sustancias, las enfermedades… Solo hay que cambiar algunos datos y, voilá, cerebro nuevo.
La cantidad de funciones de este cerebro digital es enorme. Por eso, seguro que en el futuro sabremos de muchas investigaciones que se hayan llevado a cabo gracias a él. Y es que a veces vemos los superordenadores como aliados puramente tecnológicos, pero son muchísimos los ámbitos en los que pueden ser útiles. Este es un grandísimo ejemplo.
