Una IA llamada IRIS traduce el idioma secreto con el que se fabrican los órganos del cuerpo

A usted le pasó seguro: está cenando tranquilo, el teléfono boca abajo sobre la mesa, y de repente una notificación le arruina el momento. Las células del cuerpo humano viven algo parecido, pero a una escala bastante más seria. Durante las primeras semanas de vida, cada célula recibe un aluvión de mensajes químicos que le dicen en qué tiene que convertirse: una neurona, una célula del corazón, un pedazo de pulmón. Si esos mensajes se confunden, aparecen malformaciones o enfermedades. El problema es que, hasta ahora, nadie sabía leer ese diálogo con precisión.

Un equipo del Instituto Whitehead, dependiente del MIT, acaba de presentar a IRIS, un sistema de inteligencia artificial entrenado específicamente para interpretar ese idioma celular. Lo que hace, en criollo, es escuchar las señales químicas que recibe una célula y anticipar en qué tejido terminará. No es magia: es aprendizaje automático aplicado a biología del desarrollo.

Cómo se traduce una señal química en un destino

La técnica que usa IRIS se llama aprendizaje por transferencia. Es la misma que permite a un sistema de reconocimiento de voz entrenado en inglés reconocer después patrones en otro idioma sin volver a empezar de cero. La investigadora Pulin Li, una de las autoras del trabajo, lo explica con una comparación casera: "Pensá en los asistentes como Siri, que se entrenan sobre todo en inglés y después aprovechan ese entrenamiento para entender otros idiomas". Bajo esa lógica, IRIS aprende a identificar una señal química en un grupo de células y después la reconoce en tejidos completamente distintos, incluso en aquellos que nunca formaron parte de su entrenamiento.

Para armarlo, los investigadores trabajaron con células madre de ratón y humanas. Activaron y desactivaron de forma controlada seis señales químicas distintas, las combinaron de miles de maneras y registraron cómo cambiaba la actividad genética de cada célula. Con esos datos construyeron un mapa de equivalencias: ante determinada combinación de señales, el sistema predice el futuro de la célula con buena precisión.

• En embriones de ratón, IRIS anticipó con precisión qué señales conducen a la formación del corazón, los pulmones, los intestinos, los músculos y la médula espinal.
• Superó una prueba de segmentación embrionaria, el proceso por el cual el cuerpo se organiza en partes respondiendo a señales que llegan desde dos direcciones opuestas, sin haber sido entrenado para esa tarea específica.
• Cuando se lo evaluó con 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 lo aplicaron para mejorar el cultivo de tejido pulmonar en laboratorio, un avance con implicancias potenciales para enfermedades como el asma y la fibrosis pulmonar.

Dicho de otro modo: la IA no solo aprendió la teoría, sino que aprobó el examen práctico sin haber estudiado para esa unidad. Y eso, viniendo de alguien que cada tanto reprueba la alarma del despertador, es para sacarse el sombrero.

Por qué importa más allá del laboratorio

Cultivar órganos en laboratorio sigue siendo uno de los cuellos de botella de la medicina regenerativa. Uno de los problemas más comunes es que las células reciben las señales equivocadas y terminan formando un tejido que no sirve. Si IRIS permite ajustar esas señales con precisión, el cultivo de pulmones, hígados o corazones para trasplantes deja de ser una promesa lejana y empieza a parecerse a un proyecto con plazos. En el caso puntual del pulmón, los autores del trabajo ya mostraron que el sistema mejora los protocolos existentes, lo que abre la puerta a mejores modelos para estudiar asma y fibrosis pulmonar.

El hallazgo fue publicado en la revista Cell y abre una línea de trabajo que combina biología del desarrollo con inteligencia artificial, dos campos que hasta hace poco se miraban de reojo. Ahora, gracias a IRIS, empiezan a hablar el mismo idioma.

“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

Consejo práctico para esta semana: si le cuesta entender cómo funciona la inteligencia artificial aplicada a la biología, imagine que es un traductor simultáneo que escucha un idioma extranjero y se lo cuenta al médico en tiempo real. IRIS es exactamente eso, solo que en lugar de idiomas traduce señales químicas en órganos. Y sí, yo también estoy aprendiendo a no dejar el teléfono boca abajo para que las notificaciones me arruinen la cena.