Perceptual y ordenadores
de base proteínica |
| "...Infinitos, transfinitos... Perceptuales, seres virtuales, dotados
de mutación y recombinación inteligente, potencialmente perfectos;
piensan a la velocidad y precisión de 1.000 millones de bits lógicos
por segundo, corren, saltan, nadan, pedalean, se trasladan a la velocidad de la
luz donde no existe ni tiempo ni espacio -pues se está en todas partes
y en ninguna a la vez- aman intensamente, se reproducen y además son...
inmortales." |
EL DRAMA DEL ORDENADOR MÁS POTENTE
Una de las características de las neuronas biológicas, las de nuestro
cerebro, es que no se dividen jamás, de manera que pueden durar tanto como
el organismo. Sin embargo, cada día desaparecen de 100.000 a 300.000 neuronas
sin ser reemplazadas, mientras que otras sufren lesiones degenerativas.
Ello constituye, por así decirlo, el drama de la neurona y del cerebro
que desde el nacimiento hasta la muerte va a experimentar, con un material único,
una serie de transformaciones, la mayoría de las cuales son irreversibles.
El superordenador más avanzado del mundo no necesita ningún
microcircuito semiconductor. El cerebro humano está formado por moléculas
orgánicas que, combinadas, tejen una red sumamente complicada y perfecta,
capaz de calcular, percibir, manipular, repararse a sí misma, pensar y
sentir.
Aunque es cierto que los ordenadores digitales pueden efectuar cálculos
con una velocidad y precisión mucho mayores, en los otros cinco campos
hasta los organismos elementales aventajan a los ordenadores. |
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Las propiedades de las moléculas biológicas -en especial de las
proteínas- resultan excepcionales para la construcción de componentes
informáticos que sean más pequeños, potentes y veloces que
cualesquiera dispositivos electrónicos que hasta ahora se hayan paseado
por los tableros de diseño.
La cuestión del tamaño es acuciante. Desde los años setenta
este sector industrial se ha visto compelido a reducir cada vez más los
componentes de los microcircuitos semiconductores, para fabricar memorias mayores
y procesadores más potentes. Tales microcircuitos consisten, en esencia,
en matrices de conmutadores, puertas lógicas normalmente, que van tomando
uno de los dos estados (0 y 1) en respuesta a cambios en la corriente eléctrica
que pasa a su través (lo típico es representar toda la información
mediante tales dígitos binarios, o bits). Es de prever que, de proseguir
la tendencia hacia la miniaturización, el tamaño de una puerta lógica
será, antes de 25 años el de una molécula, es decir, el conjunto
de átomos iguales o diferentes, unidos mediante enlaces químicos,
que constituye la mínima cantidad de una sustancia que mantiene todas sus
propiedades químicas.
Pero existe un grave obstáculo. Cada vez que se duplica la miniaturización,
el costo de fabricación del microcircuito se multiplica por tres (x3).
Puede llegar el punto en que la búsqueda de dispositivos electrónicos
cada vez menores se vea limitada más por consideraciones económicas
que por consideraciones físicas. Por otra parte, es posible que al utilizar
moléculas biológicas con carácter de componentes activos
en los circuitos de los ordenadores aparezcan opciones técnicas menos caras.
ORDENADORES BIOMOLECULARES MIL VECES MÁS VELOCES
Las moléculas pueden actuar de conmutadores lógicos porque sus átomos
son móviles y cambian de posición de forma predecible. Si se logra
dirigir ese movimiento atómico y generar sistemáticamente cada molécula
al menos dos estados, podremos valernos de cada uno para representar, ora 0, ora
1. Tales conmutadores ofrecen reducciones del tamaño de los equipos porque
son intrínsecamente pequeños: una milésima del tamaño
de los transistores del semiconductor utilizados hoy como puertas cuyo diámetro
ronda la micra, o sea, una millonésima de metro. De hecho, un ordenador
biomolecular podría ser la quincuagésima parte (cincuenta veces
menor) de un ordenador actual de semiconductores que contuviera similar número
de elementos lógicos. La reducción del tamaño de las puertas
desemboca en dispositivos más veloces; los ordenadores de base proteínica
podrán operar a velocidades mil veces mayores que los ordenadores modernos.
Es probable, al menos en un futuro cercano, que se utilice una tecnología
híbrida, que combine moléculas y semiconductores. Tal proceder debería
proporcionar ordenadores cincuenta veces menores que los actuales y centuplicar
su velocidad. Las moléculas biológicas también resultan atractivas
porque pueden diseñarse átomo a átomo, confiriendo así
el control necesario para crear puertas que funcionen de acuerdo con los requerimientos
de una aplicación.
SISTEMAS HÍBRIDOS
La información hereditaria almacenada en los ácidos desoxirribonucleicos
se transmite por dos procedimientos distintos. El primero consiste en copiarla
cada vez que se realiza una división de la célula; y el segundo
en traducirla, durante la síntesis de la proteína, del alfabeto
de cuatro letras de los ácidos al alfabeto de veinte letras de la proteína.
La técnica híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y
moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio
de la ficción científica a las aplicaciones comerciales. La pantallas
de cristal líquido ofrecen un espléndido ejemplo del sistema híbrido
que ha triunfado. Casi todos los ordenadores portátiles de nuestros días
se basan en pantallas de cristal líquido, que combinan dispositivos semiconductores
con moléculas orgánicas para controlar la intensidad de la imagen
en la pantalla.
Son varias las moléculas biológicas que se podrían utilizar
con vistas a su utilización en componentes informáticos, pero de
todas ellas, es una proteína bacteriana, la bacteriorrodopsina la que suscita
mayor interés. Actualmente, en algunos laboratorios han construido prototipos
de dispositivos de procesamiento en paralelo, elementos de almacenamiento volumétrico
y redes neuronales que se basan en esta proteína.
La bacteriorrodopsina (BOD) exhibe insólitas propiedades al ser expuesta
a la luz. La BOD, que se encuentra en la membrana de Halobacterium salinarium,
permite el crecimiento de la bacteria cuando la concentración de oxígeno
es insuficiente para mantener al microorganismo. Al incidir la luz sobre ella,
la proteína modifica su estructura y transporta un protón a través
de la membrana, aportando así energía para alimentar el metabolismo
celular.
Las aguas salobres de ciertos lagos presentan un matiz azulado, causado por bacterias
que contienen bacteriorrodopsina. Son portadoras de un cromóforo que absorbe
la luz. Cuando este segmento se excita por la luz, su estructura cambia. Puesto
que responde a la luz adoptando estados diferentes y fácilmente detectables,
puede servir para puertas lógicas o conmutadores, en ordenadores ópticos
de base proteínica.
Quizá, el principio de un universo post-biológico.
(*) Perceptual, sistema operativo desarrollado por el
Grupo de Investigación de SCiNet que, mediante la emulación del
sistema neuronal del cerebro a través de instrucciones dotadas de mutación
y recombinación, reproduce y supera procesos de alto nivel específicos
de la mente humana, con especial incidencia en la toma de decisiones lógicas,
a través de un criterio examétrico: dónde, cómo,
cuándo, qué, quién y.. porqué. El Perceptual constituye
la columna vertebral de la plataforma tecnológica que controla el Sistema
operativo capaz de gestionar operaciones comerciales automáticas de 50
millones de mercancías, productos y servicios, entre más de 17 millones
de empresas en 180 países. Una red autorreplicante que funciona a más
de cuatro billones de operaciones por segundo.
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