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Introducción
Los científicos siguen dando pasos
de gigante para que algún día sea posible utilizar ADN en tareas informáticas.
De momento, especialistas de la University of Wisconsin-Madison han conseguido
trasladar una muestra de este material genético desde el mundo flotante de un
tubo de ensayo a la superficie rígida de una placa de cristal y oro.
Con ello, no es
descabellado pensar que, en el futuro, el ADN pueda ser usado para llevar a cabo
las mismas tareas que ahora precisan de innumerables circuitos electrónicos y
silicio.
La computación
mediante ADN es una tecnología aún en pañales. Expertos como Lloyd Smith
buscan capitalizar la enorme capacidad de almacenamiento de información de
estas moléculas biológicas, las cuales pueden efectuar operaciones similares a
las de una computadora a través del uso de enzimas, catalizadores biológicos
que actúan como el software que ejecuta las operaciones deseadas.
La colocación del
ADN sobre una superficie sólida, alejándolo del tubo de ensayo, es un paso
importante porque simplifica su manipulación y acceso. Demuestra también que
será posible aumentar su complejidad para resolver mayores problemas.
En los experimentos
de Wisconsin, un grupo de moléculas de ADN fueron aplicadas sobre una pequeña
placa de cristal recubierta por oro. En cada experimento, el ADN fue adaptado de
manera que se incluyeran todas las posibles respuestas a un problema
determinado. Exponiendo las moléculas a ciertos enzimas, las moléculas con las
respuestas incorrectas fueron eliminadas, dejando sólo las que poseían las
contestaciones correctas.
Las moléculas de
ADN pueden almacenar mucha más información que un chip convencional de
computadora. Se ha estimado que un gramo de ADN secado puede contener tanta
información como un billón de CD’s. Además, en una reacción bioquímica
que ocurriese sobre una pequeñísima área, cientos de billones de moléculas
de ADN podrían operar en concierto, creando un sistema de procesamiento en
paralelo que imitaría la habilidad de la más poderosa supercomputadora.
Los chips que se
emplean en las computadoras normales representan la información en series de
impulsos eléctricos que emplean unos y ceros. Se usan fórmulas matemáticas
para manipular el código binario y alcanzar la respuesta. La computación por
ADN, por su parte, depende de información representada como un patrón de moléculas
organizadas en un hilo de ADN. Ciertos enzimas son capaces de leer este código,
copiarlo y manipularlo en formas que se pueden predecir.
La computación
convencional mediante chips está alcanzando los límites de la miniaturización.
El ADN es una de las alternativas a estudiar seriamente.
Motorola y Packard suman fuerzas para fabricar
"biochips"
CHICAGO (Reuters) -- Las compañías estadounidenses Motorola y Packard
Instruments sumaron el lunes 29/6/98 fuerzas con el laboratorio gubernamental
Argonne National Laboratory para producir cantidades masivas de
"biochips", se anunció el lunes en Chicago.
Los biochips son dispositivos similares a los microchips de
computadoras, aunque con una amplia variedad de funciones para la medicina y la
agricultura.
Igual que sucede con los circuitos de las computadoras, que
son capaces de calcular millones de operaciones matemáticas en sólo un
segundo, los biochips realizan millones de reacciones biológicas, como
decodificar genes, en cuestión de segundos.
Motorola desarrollará el proceso de fabricación de los
circuitos y Packard BioScience, se ocupará de fabricar los instrumentos con los
que probar dichos biochips.
Los biochips podrían costar inicialmente unos 100 dólares
cada uno, aunque su valor caería eventualmente hasta un dólar o quizás menos.
Argonne dijo que la academia rusa de ciencia, el Instituto de
Biología Molecular Englehardt, de Moscú, proporcionaría unas 19 invenciones
relacionadas con los microchips biológicos.
Motorola y Packard aportarán 19 millones de dólares en un
período de cinco años para respaldar sus investigaciones. Las licencias de las
invenciones de Argonne serán exclusivamente para las dos compañías.
Los biochips utilizan tecnología de "microgel", en
la que estructuras microscópicas, unas 10.000 o más en una superficie de
vidrio de un soporte de microscopio, actuarán como diminutos tubos de ensayo.
Dentro de cada estructura de microgel, los componentes químicos
pueden ser probados contra objetivos biológicos para buscar respuestas a
cuestiones como la secuencia del ADN (el ácido desoxirribonucleico), las
variaciones genéticas, la expresión de los genes, la interacción de las proteínas
y la respuesta inmunológica.
Los chips funcionan mucho más rápido que los métodos
convencionales.
"En lugar de leer el ADN en base a cada `letra' o `palabra', los biochips
leen frases enteras de una sola vez", explicó el biólogo Andrei
Mirzabekov, cuyas investigaciones en los laboratorios Argonne y Engelhardt
permitieron desarrollar los biochips.
En una conferencia telefónica, el secretario estadounidense
de Energía, Federico Peña, definió el plan como de "especial importancia
para los estadounidenses".
El Departamento de Energía financia experimentos junto con
el Proyecto del Genoma Humano, que busca crear para el año 2005 un mapa de todo
el juego de cromosomas humanos.
Peña dijo además que esto podría ser el nacimiento de una
industria de miles de millones de dólares.
Computadoras que aprenden a pensar
Las palabras 'tonto útil' pueden sonar ofensivas si se refieren a una
persona, pero es la absoluta realidad cuando hablamos de una computadora. Sí,
los ordenadores personales son 'tontos útiles' porque ayudan a resolver muchos
problemas, pero no se les puede pedir que realicen cosas por su cuenta; es
decir, que resuelvan problemas con un razonamiento. Ejemplos no faltan: si una
computadora no tiene un programa indicado para realizar cierta función, no habrá
manera de que lo haga y si tiene el programa, sólo hará lo que el programa
tenga definido (por ello, los videojuegos siempre serán derrotados: el jugador,
tarde o temprano descubrirá todas las posiblidades del programa y siempre ganará).
Desde hace 15 años, la idea de crear inteligencia artificial
se ha convertido cada vez más en una realidad tangible, tanto, que ya Oscar
Chang ha desarrollado, aquí en Venezuela, un programa de computación en el que
unas abejas virtuales llegan a optimizar su cerebro para volar perfectamente y
llegar al sitio indicado. En otras palabras, Chang logró que estas abejas
pudieran 'aprender' y conseguir la mejor respuesta.
Volver a la naturaleza
Oscar Chang, quien se ha destacado en la construcción de robots animados
como los dinosaurios del Museo de Ciencias, señala que los expertos en
computación se dieron cuenta _a mediados de los ochenta_ que existían
problemas que no podían resolverse con los diseños de programas existentes.
'Por eso, comenzaron a desarrollar lo que se llama las redes neurales
artificiales (el diseño de hacer que varias neuronas dentro de una computadora
funcione exactamente como en el mundo real)'.
Chang señala que una vez desarrolladas estas 'neuronas de
bites', el reto siguiente de los investigadores fue hacer que éstas lograran
aprender, como ocurre con ciertos seres vivos evolucionados.
Explica
que este principio se encuentra en todos los ejercicios de inteligencia
artificial que se han desarrollado con éxito en los últimos tiempos: desde los
juegos de computación que van mejorando de los errores hasta la monstruosa Deep
Blue, la máquina que logró vencer al campeón del ajedrez Kasparov.
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