Un equipo internacional de investigadores logró construir el cerebro digital más completo hasta la fecha gracias al superordenador Fugaku, considerado uno de los más potentes del mundo. Este avance representa una demostración del poder de estas máquinas y un paso decisivo en el estudio del sistema nervioso. La creación de este gemelo digital abre la posibilidad de analizar mecanismos cerebrales y enfermedades de manera más precisa y sin necesidad de recurrir a pruebas invasivas.
El modelo se basa en el cerebro de un ratón. Aunque el cerebro humano posee mayor complejidad, este logro resulta útil y marca un primer paso hacia la posibilidad de reproducir digitalmente órganos más sofisticados. La demostración de que se puede replicar un cerebro animal en formato digital abre la puerta a que, en el futuro, se intente hacer lo mismo con el cerebro humano.
El cerebro digital ofrece una versatilidad superior al de un ratón real. Permite realizar múltiples pruebas de manera simultánea, algo imposible en experimentos tradicionales. Los científicos pueden estudiar un fármaco contra el alzhéimer y, al mismo tiempo, observar cómo se transmiten las convulsiones entre neuronas. Todo esto se logra sin dañar animales, un aspecto que, aunque no se ha destacado tanto como otros, resulta de gran relevancia ética y científica.
El superordenador Fugaku, desarrollado por RIKEN y Fujitsu, procesa más de 400 cuatrillones de operaciones en un segundo. Para ilustrar la magnitud de esta cifra, si una persona intentara contar cada dato en voz alta, necesitaría 12.700 millones de años. La capacidad de manejar semejante volumen de información resulta esencial en campos como las ciencias de la vida, la energía, la fabricación, la prevención de desastres y las aplicaciones socioeconómicas.
Fugaku permite analizar escenarios infinitos y seleccionar las mejores opciones en cada caso. Puede, por ejemplo, estudiar distintas conformaciones moleculares y determinar cuáles podrían convertirse en fármacos eficaces contra enfermedades específicas.
El rendimiento de Fugaku se sostiene en el ensamblaje de 158.796 nodos, que funcionan como pequeños ordenadores trabajando de manera simultánea. Esta arquitectura posibilita cálculos masivos y rápidos, indispensables para proyectos de gran escala como la creación de un cerebro digital.
El Instituto Allen, en Washington, aportó el Brain Modeling ToolKit, que transformó datos biológicos en una reconstrucción digital funcional de la corteza cerebral de ratón. Los investigadores emplearon además Neulite, una herramienta que convierte ecuaciones matemáticas en neuronas virtuales capaces de disparar, señalizar y comunicarse de la misma forma que las neuronas reales. El volumen de ecuaciones que se requiere para simular este comportamiento es enorme, y Fugaku se convierte en la pieza clave para resolverlas con rapidez.
El resultado es un cerebro digital con sinapsis entre neuronas, donde los neurotransmisores transmiten señales en forma de ondas, replicando el funcionamiento de un cerebro real. Esta simulación permite estudiar estados como la vigilia, el sueño, el consumo de sustancias y diversas enfermedades. Basta con modificar algunos parámetros para obtener nuevas configuraciones y explorar diferentes escenarios.
La cantidad de funciones que ofrece este cerebro digital es inmensa. En el futuro se conocerán numerosas investigaciones que se apoyarán en esta herramienta. Los superordenadores suelen percibirse como aliados tecnológicos, pero su utilidad se extiende a múltiples ámbitos científicos y sociales.
