La frontera entre la biología y la tecnología se ha vuelto más delgada con la llegada de los neurobots. Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad de Tufts ha logrado ensamblar pequeños robots biológicos que, por primera vez, integran un sistema nervioso funcional capaz de autoorganizarse.
En un estudio publicado recientemente en la revista Advanced Science, los científicos explican cómo utilizaron células de rana para construir estos organismos sintéticos, dotándolos de precursores neuronales que maduran y crean redes de comunicación eléctrica de forma espontánea. Este hito técnico permite que los robots no solo se desplacen de manera autónoma, sino que muestren comportamientos mucho más complejos que sus predecesores, los biobots.
El avance, liderado por expertos como Michael Levin y Haleh Fotowat, abre una vía inédita para la medicina regenerativa y el estudio de enfermedades neurológicas. Al utilizar células vivas como material de construcción, la ciencia está empezando a descifrar cómo la inteligencia y el movimiento pueden emerger de la materia biológica incluso en arquitecturas que no existen en la naturaleza, sentando las bases para una nueva generación de tecnología médica inteligente y biocompatible.
¿Qué es un neurobot y en qué consiste este avance?
Los neurobots representan una evolución de los sistemas vivos de ingeniería. A diferencia de los robots tradicionales fabricados con silicio y metal, estas entidades están compuestas íntegramente por material biológico. El proceso de fabricación comienza con células de la piel de la rana Xenopus laevis, un modelo clásico en la investigación biológica. Durante su fase de formación, los científicos insertan grupos de precursores neuronales en el centro de estas estructuras esféricas.
Lo que hace especial a este experimento es que los investigadores no diseñan las conexiones del cerebro del robot. Son las propias neuronas las que, en un proceso de autoorganización, extienden sus prolongaciones (axones y dendritas) para conectarse entre sí y con las células de la superficie del robot. De esta forma, las células nerviosas crean una red de comunicación interna sin seguir un plano genético predeterminado por la evolución de la especie original.
Para confirmar que esta red es funcional, el equipo utilizó técnicas de imagen de calcio, que permiten observar los pulsos eléctricos en tiempo real. Los resultados mostraron ráfagas de actividad coordinada, lo que demuestra que el neurobot posee un sistema de control centralizado. Gracias a esta red, estos entes de aproximadamente un milímetro de tamaño pueden coordinar sus movimientos a través de diminutos pelos llamados cilios, que actúan como motores biológicos para nadar.
El misterio de la plasticidad y los genes visuales
Uno de los hallazgos más inesperados del estudio, realizado por el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard, fue la activación de genes relacionados con la visión. Mediante una técnica de análisis genético denominada secuenciación de ARN, los científicos descubrieron que los neurobots activaban de forma espontánea mecanismos moleculares propios del sistema visual, a pesar de que estos robots no tienen ojos ni una cabeza definida.
Este fenómeno sugiere una enorme plasticidad celular. Las células parecen retener una memoria genética que intentan desplegar incluso cuando se encuentran en un cuerpo artificial con una arquitectura totalmente nueva. Esta capacidad de adaptación indica que la materia viva busca constantemente formas de percibir y responder a su entorno, independientemente de la forma física que se le asigne en el laboratorio.
Además, se observó que la presencia de neuronas altera la morfología del robot. Los neurobots tienden a ser más alargados y grandes que los biobots convencionales. En términos de comportamiento, son mucho más activos y muestran patrones de movimiento repetitivos y sofisticados, en lugar de limitarse a trayectorias simples en línea recta. Los investigadores incluso probaron a administrarles fármacos que afectan al sistema nervioso, comprobando que su nivel de actividad respondía a estos estímulos químicos.
Quiénes están detrás y el contexto del proyecto
Este avance es el resultado de años de trabajo en morfología sintética. El equipo está liderado por Michael Levin, profesor de la Universidad de Tufts y director del Allen Discovery Center, y Haleh Fotowat, científica del Instituto Wyss. Levin ya fue noticia anteriormente por la creación de los xenobots, los primeros robots biológicos capaces de autorreplicarse, y los anthrobots, versiones similares construidas a partir de células humanas.
El estudio, publicado en la revista Advanced Science bajo el título Engineered Living Systems With Self-Organizing Neural Networks, ha contado con el apoyo de instituciones como el Departamento de Defensa de Estados Unidos y fundaciones como la John Templeton Foundation. La investigación forma parte de un esfuerzo global por entender las reglas que permiten a las células cooperar para construir estructuras complejas bajo condiciones no naturales.
A diferencia de los robots artificiales cuya inteligencia depende de algoritmos programados, los neurobots utilizan una inteligencia basal inherente a las células vivas. Esto significa que el «hardware» biológico es capaz de reprogramarse y aprender a resolver problemas de ingeniería en tiempo real, lo que supone un cambio importante en la forma en que entendemos la robótica y la computación biológica.
¿Qué significa esto para el futuro?
Aunque todavía estamos en una fase experimental, las aplicaciones futuras de esta tecnología son diversas. En el ámbito de la medicina, los neurobots podrían evolucionar hacia herramientas de medicina regenerativa personalizadas. En lugar de prótesis inertes, podríamos ver sistemas híbridos fabricados con las propias células del paciente, capaces de integrarse en el sistema nervioso para reparar lesiones en la médula espinal o los nervios retinianos.
Además, estos organismos podrían funcionar como plataformas avanzadas para probar nuevos fármacos neurológicos sin necesidad de utilizar animales de experimentación más complejos. Al tener un sistema nervioso funcional pero simplificado, permiten observar de forma directa cómo afectan las sustancias químicas a las conexiones neuronales y al comportamiento del organismo en su conjunto.
El futuro de la robótica parece dirigirse hacia una integración más armoniosa con la biología. El desarrollo de los neurobots nos recuerda que la inteligencia no es exclusiva de los cerebros tradicionales, sino una propiedad emergente de la vida cuando se le da la oportunidad de organizarse. Aunque el camino hacia aplicaciones comerciales es largo, la capacidad de estas neuronas para cablearse solas en entornos artificiales abre la puerta a una nueva era de tecnología viva.
