Inteligência de organoides: biocomputadores com células cerebrais humanas

Investigadores de referência em inteligência artificial (IA) começam a apontar limites para a fase actual da tecnologia, e, em paralelo, ganha visibilidade uma via alternativa: usar células vivas do cérebro humano como hardware de computação.

Estes "biocomputadores" continuam numa fase muito inicial. Ainda assim, já conseguem jogar jogos simples como o Pong e executar tarefas básicas de reconhecimento de fala.

O entusiasmo em torno desta ideia é alimentado por três tendências que estão a convergir.

Em primeiro lugar, o capital de risco tem-se dirigido para praticamente tudo o que seja adjacente à IA, tornando financiáveis propostas que, há pouco tempo, seriam consideradas demasiado especulativas.

Em segundo lugar, as técnicas para cultivar tecido cerebral fora do corpo amadureceram, e a indústria farmacêutica aderiu a esta área.

Em terceiro lugar, os avanços rápidos nas interfaces cérebro–computador têm contribuído para uma aceitação crescente de tecnologias que esbatem a fronteira entre biologia e máquinas.

Apesar disso, persistem muitas dúvidas. Estamos perante avanços reais, ou apenas mais uma vaga de entusiasmo inflacionado pela tecnologia? E que questões éticas surgem quando tecido cerebral humano passa a ser um componente computacional?

O que a tecnologia realmente é

Há quase 50 anos que neurocientistas cultivam neurónios em matrizes de eléctrodos minúsculos para observar, em condições controladas, como estes disparam.

No início dos anos 2000, começaram a surgir tentativas rudimentares de comunicação bidireccional entre neurónios e eléctrodos, lançando as primeiras bases de um computador bio-híbrido. Contudo, esse percurso ficou estagnado até ganhar força outra linha de investigação: os organoides cerebrais.

Em 2013, cientistas demonstraram que células estaminais conseguiam auto-organizar-se em estruturas tridimensionais semelhantes ao cérebro. Estes organoides espalharam-se rapidamente pela investigação biomédica, cada vez mais apoiados por dispositivos de "órgão-em-chip" concebidos para imitar, fora do corpo, aspectos da fisiologia humana.

Actualmente, o uso de tecido neural derivado de células estaminais é comum - desde testes de fármacos até estudos do desenvolvimento. Ainda assim, a actividade neural nestes modelos permanece rudimentar, muito distante dos padrões de disparo organizados que sustentam a cognição ou a consciência num cérebro real.

Embora comecem a surgir comportamentos de rede mais complexos, mesmo sem grande estimulação externa, os especialistas concordam, em geral, que os organoides actuais não são conscientes, nem estão perto de o ser.

"Inteligência de organoides"

O campo entrou numa nova fase em 2022, quando a Cortical Labs, sediada em Melbourne, publicou um estudo de grande visibilidade que mostrava neurónios cultivados a aprender a jogar Pong num sistema de ciclo fechado.

O artigo atraiu enorme atenção mediática - menos pelo experimento em si e mais por ter usado a expressão "senciência incorporada". Muitos neurocientistas consideraram que esta formulação exagerava as capacidades do sistema, defendendo que era enganadora ou eticamente imprudente.

Um ano depois, um consórcio de investigadores apresentou um termo mais abrangente: "inteligência de organoides". A designação é apelativa e funciona bem nos media, mas pode sugerir uma equivalência com sistemas de inteligência artificial, apesar do enorme fosso que existe entre ambos.

Em paralelo, o debate ético tem ficado atrás do desenvolvimento tecnológico. A maioria dos enquadramentos de bioética aborda organoides cerebrais como ferramentas biomédicas - não como componentes de sistemas de computação bio-híbridos.

Investigadores de destaque na área dos organoides têm defendido actualizações urgentes às orientações éticas, sublinhando que a rapidez do avanço científico - e até da comercialização - está a ultrapassar a capacidade de governação.

Entretanto, apesar de notícias em primeira página na Nature, muitas pessoas continuam sem perceber claramente o que é, afinal, um "computador vivo".

Um panorama de investigação e negócio em rápida evolução

Empresas e grupos académicos nos Estados Unidos, na Suíça, na China e na Austrália competem para criar plataformas de computação bio-híbrida.

A empresa suíça FinalSpark já disponibiliza acesso remoto aos seus organoides neurais. A Cortical Labs prepara-se para enviar um biocomputador de secretária chamado CL1. Ambas esperam atrair clientes muito para além da indústria farmacêutica - incluindo investigadores de IA à procura de novos tipos de sistema computacional.

Também as ambições académicas estão a aumentar. Uma equipa da UC San Diego propôs, de forma arrojada, usar sistemas baseados em organoides para prever trajectórias de derrames de petróleo na Amazónia até 2028.

Os próximos anos dirão se a inteligência de organoides transforma a computação ou se se torna uma curiosidade passageira. Por agora, as alegações de inteligência ou de consciência não têm suporte. Os sistemas actuais mostram apenas uma capacidade simples de responder e de se adaptar, não algo que se aproxime de cognição superior.

O trabalho mais imediato centra-se em reproduzir protótipos de forma consistente, escalá-los e encontrar utilizações práticas para a tecnologia.

Várias equipas estão a explorar organoides como alternativa a modelos animais em neurociência e toxicologia.

Um grupo propôs um enquadramento para testar como substâncias químicas afectam o desenvolvimento cerebral precoce. Outros estudos indicam uma melhoria na previsão de actividade cerebral associada à epilepsia através de neurónios combinados com sistemas electrónicos. Estas aplicações são incrementais, mas plausíveis.

Sistemas pequenos, grandes perguntas

Parte do que torna este campo tão apelativo - e, ao mesmo tempo, inquietante - é o contexto mais amplo.

À medida que multimilionários como Elon Musk perseguem implantes neurais e visões transhumanistas, a inteligência de organoides levanta questões profundas.

O que conta como inteligência? Quando, se alguma vez, poderá uma rede de células humanas merecer consideração moral? E como deve a sociedade regular sistemas biológicos que se comportam, de forma limitada, como pequenos computadores?

A tecnologia continua na infância. Ainda assim, a sua trajectória sugere que conversas sobre consciência, personhood e a ética de misturar tecido vivo com máquinas podem tornar-se urgentes muito mais cedo do que se esperaria.

Bram Servais, Doutorando em Engenharia Biomédica, The University of Melbourne

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.