Robotica e IA en Medicina Regenerativa
La tecnología al servicio de la salud. Una vez más, los avances tecnológicos han redundado en un beneficio patente para el ser humano; en este caso, en materia sanitaria. Un grupo de científicos ha desarrollado un sistema robótico basado en la inteligencia artificial para que determine por su cuenta cuáles son las condiciones óptimas para cultivar las capas de retina de sustitución necesarias en diversos tratamientos orientados a restaurar la visión.
Durante el último experimento realizado, el sistema controló un proceso de prueba y error que abarcaba un total de 200 millones de configuraciones posibles y consiguió mejorar de manera espectacular la viabilidad de los cultivos celulares necesarios para llevar a cabo una terapia de medicina regenerativa. Un logro que ejemplifica cómo el diseño y la ejecución automatizados en experimentos científicos pueden aumentar la eficacia y la velocidad de la investigación en un sinfín de campos como el de la biología.
La autonomía, clave en medicina regenerativa
Tradicionalmente, las investigaciones en medicina regenerativa requieren de numerosos experimentos que exigen mucho tiempo y trabajo. En particular, la creación de tejidos específicos a partir de células madre -un proceso bautizado como diferenciación celular inducida- implica meses de trabajo, y el grado de éxito depende de una amplia gama de variables. Encontrar el tipo, la dosis y el momento de aplicación óptimos de los reactivos, así como las variables físicas óptimas, como el tiempo de transferencia de las células o la temperatura, es difícil y conlleva una enorme cantidad de pruebas.
Así, con el propósito de tornar este proceso más eficiente y práctico, un equipo de investigación dirigido por Genki Kanda, del Instituto RIKEN de Japón, se propuso desarrollar un sistema experimental autónomo que pueda determinar las condiciones óptimas y hacer crecer capas pigmentarias funcionales de la retina a partir de células madre. Para ello se eligieron células del epitelio pigmentario de la retina porque la degeneración de estas células es un trastorno común relacionado con el envejecimiento que deja a las personas incapacitadas para ver. Y lo que es más importante, las capas del epitelio pigmentario de la retina trasplantadas ya han demostrado tener cierto éxito clínico.
Automatización de movimientos
Para que los experimentos autónomos tengan éxito, el robot debe realizar repetidamente la misma serie de movimientos y manipulaciones precisas; y la inteligencia artificial, por su parte, debe ser capaz de evaluar los resultados y formular el siguiente experimento. El nuevo sistema cumple estos objetivos gracias a un robot humanoide de uso general llamado Maholo, capaz de realizar experimentos biológicos de alta precisión. Maholo está controlado por un software de inteligencia artificial que utiliza un algoritmo de optimización de nuevo diseño para determinar qué parámetros deben cambiarse, y cómo deben cambiarse, a fin de mejorar la eficiencia de la diferenciación en la siguiente ronda de experimentos.
Lo que a investigadores humanos les habría llevado más de dos años y medio, al sistema robótico con inteligencia artificial solo le llevó 185 días. Esto se tradujo en pasar de una eficiencia inicial en la tasa de diferenciación del 50% a una del 90% gracias al trabajo de experimentación y perfeccionamiento realizado por el robot.