¿Sistemas bioinspirados?

Por Josep Samitier, Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) y Universitat de Barcelona (LA VANGUARDIA, 21/01/07):

Entre los regalos que nos hemos intercambiado en las fiestas de Navidad y Reyes, las últimas novedades tecnológicas aplicadas al almacenamiento y reproducción de música e imagen, a la mejora de nuestra orientación mediante sistemas de posicionamiento GPS o al mejor aprovechamiento de nuestro tiempo de trabajo seguramente encabezan las listas de artículos más vendidos. Inclusive para los más pequeños, los peluches y muñecas incorporan diminutos sistemas para reconocer a sus amos e interactuar según ciertos patrones.

La capacidad de integración de funciones que ofrecen estos artilugios son como los lazos y el papel de colores vivos que envuelven estos regalos. Puede parecer a primera vista lo más llamativo y atractivo, pero lo realmente valioso es lo que se esconde debajo del envoltorio: la capacidad a partir del conocimiento científico de desarrollar e integrar nuevas tecnologías que puedan sernos de utilidad.

Este desarrollo científico-tecnológico ha permitido la convergencia de disciplinas dispares como la nanotecnología, biotecnología, tecnologías de la información y ciencias cognitivas en un nuevo concepto de integración que se visualiza mediante la utilización del acrónimo NBIC, derivado de las iniciales de los prefijos nano-bio-info-cogno. Pero más allá del impacto inicial que produce pronunciar este nombre, que nos puede hacer creer que NBIC es tan ininteligible como impronunciable, esta capacidad de relacionar conceptos y conocimientos supone a principios del siglo XXI una de las mejores estrategias que ofrece la ciencia para desarrollar nuevas aplicaciones tecnológicas para ser utilizadas en una medicina más individualizada, una mejor preservación del medio ambiente o una disminución del consumo energético.

Dos son los motores fundamentales de esta evolución tecnológica: la capacidad de trabajar los materiales a una escala de precisión de unos pocos átomos (la nanodimensión) y el estudio de las interacciones entre sistemas vivos y sistemas artificiales, que nos permite acceder de forma eficiente a toda la información del interior de una célula o a comprender mejor la estructura de nuestro cerebro para desarrollar ideas o almacenar recuerdos.

Este entorno de multiculturalidad o de globalización de las especialidades científicas es el que ha llevado a que se desarrollen nuevas ramas incipientes con nombres compuestos provenientes de especialidades hasta ahora sin interconexión, como son los casos de la bioinformática, la nanomedicina, la ingeniería de sistemas bioinspirados o la programación mediante algoritmos genéticos.

La capacidad de trabajar a la nanoescala, la millonésima parte del milímetro, permite desarrollar nuevos materiales con mejores prestaciones, en muchos casos combinando moléculas inorgánicas con biomoléculas. En nanomedicina, el estudio de las interacciones entre el cuerpo humano y dispositivos o estructuras manométricas posibilita el desarrollo de sistemas de suministro y dosificación de fármacos más eficientes, sistemas que mejoran el contraste del diagnóstico por imagen o estructuras que permiten el crecimiento celular en implantes para regeneración de tejidos. Éstos son algunos de los resultados que ya se están obteniendo en el presente.

El desarrollo de las tecnologías aplicadas a la biología ha permitido desde la mejora de los procesos de transformación de alimentos, como un control más preciso de los procesos de fermentación en productos lácteos o la elaboración de vinos de calidad hasta la posibilidad de obtener la secuenciación del genoma como fuente de información para comprender mejor el origen y evolución tanto de los seres vivos como de las patologías que pueden derivarse de sus alteraciones.

Las tecnologías de la información se han hecho omnipresentes con la generalización de la telefonía móvil, el ordenador personal e internet. Esta presencia cotidiana ha sido posible gracias a las tecnologías de integración de la electrónica, que ha permitido disminuir el tamaño de los circuitos de forma continua. Este hecho, conjuntamente con la mejora de las tecnologías de periféricos para almacenamiento de información (discos magnéticos, o de lectura óptica), ha permitido generar una capacidad de cálculo o de procesado de información en permanente aumento que, con la convergencia de tecnologías, puede seguir avanzando tanto en la realización de dispositivos de menores dimensiones (circuitos moleculares) como en la incorporación de nuevos sistemas para procesar la información, como en el caso de la computación cuántica.

Las ciencias cognitivas tratan de resolver uno de los grandes enigmas que nos caracterizan a los seres humanos y que ha sido motivo de reflexión desde el principio de la ciencia y la filosofía. ¿Cuál es la relación entre la mente consciente y las interacciones electroquímicas de nuestro cuerpo que dan lugar a ésta? ¿Cómo la información recogida por nuestros sentidos da lugar a las sensaciones y recuerdos que experimentamos al oler un perfume o saborear la dulzura de un postre? La neurociencia es una disciplina joven pero que ya ha desarrollado modelos computacionales razonablemente complejos que han demostrado su validez para entender diversos aspectos de la percepción sensorial. Así mismo, descubrir las actividades moleculares y biofísicas tanto a nivel individual como de la organización de las neuronas puede servir para comprender el fundamento físico de las sensaciones.

Siempre se dice que en el progreso científico lo mejor está por llegar, en parte porque no somos conscientes del bienestar social y la mejora de la calidad de vida que ya hemos alcanzado con la aplicación del conocimiento científico, en parte porque aún estamos lejos de poder responder a muchas incógnitas que repercuten directamente en nuestra calidad de vida. La convergencia de tecnologías NBIC es, en estos momentos, una nueva oportunidad para proseguir en este largo viaje de la ciencia y conectar mundos dispersos. Como señaló Lao Tse, “un viaje de mil kilómetros empieza con el primer paso”.