Startup cria plataforma de bioprocessadores usando neurônios

A startup suíça FinalSpark, que atua na área de biocomputação, lançou a primeira plataforma online que dará a pesquisadores em qualquer parte do mundo a capacidade de realizar experimentos remotamente, 24 horas por dia, usando neurônios biológicos in vitro como bioprocessadores.

A Neuroplatform oferecerá acesso 24 horas por dia a 16 organoides cerebrais humanos. Esses bioprocessadores, compostos por neurônios vivos capazes de aprender e processar informação, consomem um milhão de vezes menos energia do que os processadores digitais tradicionais, reduzindo potencialmente os impactos associados à crescente utilização de poder computacional, como acontece com os modelos de IA Generativa, segundo a startup.

A FinalSpark diz que três dezenas de universidades manifestaram interesse em utilizar a plataforma e já concedeu acesso gratuito a nove instituições apenas para uso em pesquisa. “À medida que a procura pela nossa neuroplataforma crescer, poderemos ampliar a escala da plataforma com o objetivo comum de construir o primeiro processador vivo do mundo. Acreditamos firmemente que um objetivo tão ambicioso só pode ser alcançado através da colaboração internacional”, afirma Dr. Fred Jordan, cofundador da FinalSpark.

Para a FinalSpark, a convergência entre Inteligência Artificial, os avanços recentes na biologia e as tecnologias de células-tronco abriram novos horizontes no campo da biologia sintética e da chamada wetware, que usa computadores composto de materiais orgânicos. “Com o lançamento da nossa neuroplataforma, estamos na vanguarda desta emocionante jornada. É um momento inspirador para nós pesquisadores”, destaca Martin Kutter, cofundador do FinalSpark.

Uma publicação científica detalhando a neuroplataforma da FinalSpark está disponível na revista Frontiers.

Como funciona

A Neuroplatform da FinalSpark se baseia em uma arquitetura wetware, um mix de hardware, software e biologia que usa quatro Multi-Electrode Arrays (MEAs) que abrigam tecido vivo, ou seja, organoides formados por células de tecido cerebral. Organoides cerebrais são pequenos aglomerados de neurônios cultivados a partir de células-tronco.

Em cada MEA, quatro organoides são conectados a oito minieletrodos. Esses pequenos eletrodos capturam medições da atividade celular em tempo real, permitindo assim fazer simulação, registrar e processar de dados usando um conversor analógico-digital. A plataforma também inclui software baseado em Python para que os usuários possam interagir com os bioprocessadores.

Em resumo, essa plataforma de bioprocessamento usa 16 desses organoides para realizar tarefas computacionais, com a vantagem de consumir apenas uma fração da energia exigida por chips de silício tradicionais.

Por usar tecido vivo, esses bioprocessadores enfrentam o problema da mortalidade dos organoides, que inicialmente tinham vida útil de algumas horas. No entanto, a FinalSpark afirma que promoveu avanços nos sistemas MEA e conseguiu prolongar esse prazo de validade operacional para 100 dias, segundo o site SpiceWorks.

Contribuição ambiental

No blog da empresa, a FinalSpark diz acreditar que a computação não convencional é a melhor forma de contribuir para as questões ambientais ao reduzir as emissões de CO². Destaca que uma das principais vantagens da computação biológica proporcionada pela Neuroplatform é justamente o fato de os neurônios processarem informações usando muito menos energia.

A estimativa da FinalSpark é que bioprocessadores baseados em neurônios possam usar um milhão de vezes menos energia do que seus pares que usam silício. “Quando os comparamos com os computadores mais velozes atualmente, como o Hewlett Packard Enterprise Frontier, podemos facilmente conferir que, aproximadamente na mesma velocidade e com mil vezes mais memória, o cérebro humano utiliza apenas entre 10 W e 20 W, enquanto o computador. usa 21 MW”, afirma o post.

É claro que usar neurônios vivos para construir bioprocessadores não é uma tarefa fácil. Além disso, ainda não se sabe como programá-los. Ainda é preciso muitos experimentos, e é justamente isso que a FinalSpark Neuroplatform pretende facilitar – a colaboração entre pesquisadores para desvendar e controlar essa caixa preta cheia de poderosas ferramentas computacionais.