Una inteligencia artificial se puso a traducir el idioma secreto de las células y salió bastante bien

A veces uno intenta explicarle a su viejo cómo funciona el GPS y termina enredado en una discusión sobre satélites. Algo parecido les pasaba a los biólogos del desarrollo cuando querían explicar qué le dice una célula a otra para convertirse en corazón, en pulmón o en neurona. El mensaje existía, pero nadie tenía el manual para leerlo. Hasta ahora.

Un equipo del Instituto Whitehead, afiliado al MIT, acaba de presentar a IRIS, una inteligencia artificial entrenada para descifrar los mensajes químicos que las células se mandan durante el desarrollo embrionario. La investigadora Pulin Li lo compara con algo bien terrenal: así como Siri se entrena principalmente en inglés y después ataja cuando le hablás en español, IRIS aprende una señal química en un grupo de células y después la reconoce en tejidos completamente distintos.

Cómo se cocina una IA que entiende biología

Para entrenarla, los investigadores empezaron con células madre de ratón y de humano. Activaron y apagaron de manera controlada seis señales químicas distintas, las combinaron de miles de formas y fueron anotando cómo respondía la actividad genética de cada célula. Con ese mapa, el sistema aprendió que ante determinado cóctel de señales, la célula va para un lado: corazón, intestino, músculo o médula espinal.

La técnica que usaron se llama aprendizaje por transferencia, que en criollo significa: no hace falta enseñarle todo de cero, porque lo que aprende en un contexto le sirve para otro. Es el mismo truco que usa una persona que aprendió a tocar guitarra y después se compra un bajo: las yemas de los dedos ya saben dónde pisar.

• En embriones de ratón, IRIS anticipó con precisión qué señales conducen a la formación del corazón, los intestinos, los músculos y la médula espinal.
• Superó una prueba de segmentación embrionaria, el proceso por el cual el cuerpo se ordena en partes respondiendo a señales que llegan desde dos lados opuestos, sin haber sido entrenada específicamente para eso.
• Cuando le presentaron tipos de células nerviosas que nunca había visto, sus predicciones coincidieron con lo que ya se sabía sobre la formación del sistema nervioso.
• Los investigadores ya la aplicaron para mejorar el cultivo de tejido pulmonar en laboratorio, con implicancias para enfermedades como asma y fibrosis pulmonar.

“Piensa en los sistemas de reconocimiento de voz como Siri, que se entrenan principalmente en inglés, pero que luego utilizan ese entrenamiento para reconocer otros idiomas.”Pulin Li, investigadora del Instituto Whitehead y profesora de biología en el MIT

Por qué importa, aunque suene a ciencia de laboratorio

Acá va la confesión: cuando leí el paper por primera vez pensé que era uno de esos hallazgos brillantes que se quedan en el cajón durante diez años. Pero no. El equipo ya pasó del al paciente: usó a IRIS para refinar el cultivo de tejido pulmonar en el laboratorio, que es uno de los puntos flojos de la medicina regenerativa. Si se logra cultivar pulmón sano en cantidad y calidad, se abren puertas para estudiar asma y fibrosis pulmonar con material humano de verdad, no solo con ratones.

Tampoco hay que volverse loco: IRIS no fabrica órganos ni cura enfermedades por ahora. Lo que hace es leer el código que la naturaleza ya tenía escrito y, sobre todo, ahorrarnos años de prueba y error. En criollo: es como un traductor simultáneo que por fin nos deja entender qué se están diciendo las células mientras un embrión se arma.

Consejo práctico para no perderse con tanto paper: cada vez que aparezca un anuncio de inteligencia artificial aplicada a biología, fíjate dos cosas. Una: con qué datos la entrenaron, porque una IA solo sabe lo que vio. Dos: si ya pasó del a la mesada del laboratorio, porque ahí es donde la promesa se convierte en herramienta. Si las dos respuestas son convincentes, prendé una vela: vale la pena seguirla de cerca.