El futuro según el MIT

"Todas estas tecnologías tienen el poder de trascender. Afectarán la economía y nuestra política, mejorarán la medicina o influirán en nuestra cultura. Algunas se están desplegando en estos momentos; otras necesitarán de una década o más para desarrollarse. Pero hay que conocerlas ahora". Esa es la introducción que la prestigiosa revista Technology Review, editada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), eligió para presentar la edición 2017 de su lista con los 10 avances científicos y tecnológicos que prometen revolucionar el mundo. La selección de la universidad estadounidense se edita desde 2002 y estos son algunos proyectos destacados en su última versión.

Volver a caminar

En noviembre del año pasado, el neurocientífico francés Grégorie Courtine y sus colegas observaban con atención a un mono. "Muévete… muévete", susurraba el científico mientras el animal luchaba por aferrarse a las barras de una huincha andadora. Días antes los científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, en Suiza, le habían practicado una incisión en su médula espinal que paralizó su pierna derecha y era la primera fase de un experimento que buscaba que el mono volviera a caminar.

Para lograrlo, Courtine y su equipo pusieron un dispositivo bajo el cráneo del animal que registraba las señales de su corteza motora y enviaba la información inalámbricamente a varios electrodos instalados en su espina dorsal, justo bajo el corte que le habían hecho. Tras varios minutos expectantes, la pierna derecha del mono empezó a extenderse y flexionarse y el animal empezó a moverse por la huincha.

El experimento suizo logró crear lo que los científicos llaman un "bypass" neuronal, técnica que permite evadir lesiones en el sistema nervioso y podría ayudar a que miles de personas que sufren de alguna parálisis recuperen la movilidad: según estadísticas de la Organización Mundial de la Salud, cada año entre 250 mil y 500 mil personas sufren lesiones en su espina dorsal debido a accidentes o violencia. En la Universidad Case Western, en Cleveland, Estados Unidos, se produjo otro caso de éxito en 2015 cuando un cuadripléjico recibió un implante similar al usado en Suiza y que le permitió levantar lentamente uno de sus brazos, abrir su mano y llevar una taza a su boca.

Bolu Ajiboye, profesor de ingeniería biomédica de Case Western, señala a Tendencias que hoy esta tecnología está en una fase de prueba "y se requiere de varios avances para sacarla fuera del laboratorio, como aumentar la duración del implante cerebral y miniaturizar aún más los componentes". Sin embargo, agrega que en unos 15 años esas limitaciones técnicas deberían estar superadas y que tecnologías similares pueden ser usadas para restaurar otras funciones como la sensación del tacto o tratar alteraciones neurológicas como el párkinson.

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Un paciente de Case Western que ha recuperado su motricidad.[/caption]

El atlas de las células

En 1990, la comunidad científica se embarcó en uno de los estudios más ambiciosos de la historia: el Proyecto Genoma Humano (PGH), iniciativa que buscaba identificar y mapear todos los genes que constituyen a las personas y que fue completada en abril de 2003. La investigación a cargo de un consorcio internacional tuvo un costo de tres mil millones de dólares y permitió ahondar en el estudio de enfermedades como el cáncer y la fibrosis quística. Ahora, el siguiente gran megaproyecto biológico consiste en un detallado mapa de las células humanas, lo que revelaría por primera vez cada uno de los mecanismos que hacen funcionar al cuerpo y podría acelerar el desarrollo de nuevas drogas y mejorar el análisis de la progresión de patologías como el asma y el alzhéimer.

"Este mapa es casi tan importante como el del genoma o, tal vez, incluso más porque nos dirá qué hace cada célula y cuándo lo hace. Esto es crucial para muchas enfermedades", explica a Tendencias el doctor Piero Carninci, director de la división de tecnología genómica en el centro Riken de Japón, una de las instituciones que participa del proyecto (www.humancellatlas.org). Para catalogar los cerca de 38 trillones de células que conforman el cuerpo humano, los científicos ya han desarrollado herramientas como la llamada tecnología microfluídica, que permite separar fácilmente cada célula y estudiarla individualmente.

Los análisis que se han hecho hasta ahora están revelando un mundo casi desconocido, como dos nuevos tipos de células de la retina inadvertidas durante décadas de estudio del ojo humano, además de otra célula sanguínea que resultó ser esencial en la primera línea de defensa contra patógenos: "El atlas será un recurso fundacional para toda la comunidad biomédica. Este es exactamente el tipo de tecnología revolucionaria que impulsará la misión de curar, prevenir y manejar todo tipo de enfermedades hacia fines de siglo", dice la doctora Cori Bargmann, del Instituto Howard Hughes y nueva presidenta de ciencia de la Iniciativa Chan Zuckerberg, creada por el fundador de Facebook y su esposa y que donó tres mil millones de dólares al proyecto.

Terapias genéticas 2.0

Durante años, los científicos han perseguido el sueño de usar virus especialmente manipulados para introducir copias sanas de genes en el organismo de pacientes que presenten alguna versión defectuosa y así tratar enfermedades que resultan devastadoras. Pero este campo ha producido más decepciones que logros e, incluso, en 1999 las investigaciones prácticamente se detuvieron luego de que la estadounidense Jesse Gelsinger se convirtiera en la primera persona en morir durante un experimento de terapia génica.

"La mayoría fallaba porque los virus originales generaban respuestas inmunes muy fuertes y provocaban índices muy altos de cáncer", explica a Tendencias el genetista George Church, que trabaja en Harvard y en abril apareció en la lista que publicó Time con las 100 personas más influyentes del mundo. Sin embargo, esos problemas parecen haber quedado en el pasado gracias a la identificación de nuevos virus que son más eficientes en el transporte de material genético al interior de las células. Por eso en 2016 las entidades regulatorias de Europa ya aprobaron dos terapias genéticas para enfermedades hereditarias: Strimvelis, para un tipo de inmunodeficiencia combinada grave (SCID), y Glybera, para un desorden que genera acumulación de grasa en el torrente sanguíneo. Además, el laboratorio Spark Therapeutics está a punto de recibir permiso de las autoridades de Estados Unidos para vender una terapia génica contra una forma progresiva de ceguera.

Hoy existen entre 40 y 50 pruebas clínicas para el tratamiento de enfermedades raras causadas por el mal funcionamiento de genes individuales, pero también se está explorando la posibilidad de aplicar las terapias genéticas para abordar males más comunes como la diabetes y el alzhéimer. Incluso, dice Church, algún día podría ser posible combatir los efectos del envejecimiento: "Ya existen experimentos con animales en lo que se ha generado una reversión de este proceso en muchos tejidos".

Computadores cuánticos

Al igual que las terapias genéticas, esta rama de la informática fue una eterna promesa... hasta ahora. A comienzos de marzo, el gigante IBM anunció que comenzará a construir los primeros computadores cuánticos universales. Aunque no hay fecha establecida para su disponibilidad comercial, el fabricante aseguró que sus equipos IBM Q superarán largamente la velocidad y capacidad de cálculo de los supercomputadores actuales más potentes. "Los computadores cuánticos serán valiosos para resolver problemas específicos que ni siquiera los mejores equipos actuales pueden manejar, como por ejemplo simulaciones complejas de materiales y procesos químicos. Si logramos resolver esos problemas, habrá un impacto enorme en industrias como la farmacológica", dice a Tendencias Julia Cramer, vocera del centro holandés de investigación en computación cuántica QuTech.

Para entender el potencial de estos equipos hay que explicar la diferencia con los equipos que hoy existen. Los bits convencionales, que son la base de la informática actual, procesan las operaciones adoptando dos estados alternativos: ceros o unos, encendido o apagado. Pero los equipos cuánticos funcionan con otra unidad de información llamada qubit y que puede presentar ambos valores –ceros y unos- al mismo tiempo, por lo que su capacidad se eleva exponencialmente. Según IBM y las demás compañías que compiten en este mercado, como Google y Microsoft, la lista de aplicaciones para estos computadores cuánticos es casi infinita y va desde el descubrimiento de nuevas drogas, elaboración de componentes para la exploración espacial e impulsar el aprendizaje de la inteligencia artificial.

Otros desarrollos en camino

Sin embargo, no todo es tan fácil porque los qubits son muy delicados y la menor perturbación térmica o electromagnética puede alterar su estado, provocando errores. Por eso se mantienen a temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que dificulta su comercialización. Julia Cramer cree que los computadores cuánticos serán capaces de ejecutar tareas complejas dentro de cinco a diez años.

1. Camiones que se manejan solos: Daimler, Otto, Peterbilt y and Volvo son algunas de las compañías que están diseñando estos vehículos autónomos que podrían estar disponibles dentro de unos 10 años. Su mayor ventaja es un uso más eficiente del combustible.

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Un camión Otto que opera sin chofer.[/caption]

2. Pagar y poner la cara: China es el país pionero en este campo y empresas como Alibaba, Baidu y Face++ están explorando el uso del reconocimiento facial para todo tipo de transacciones. Por ejemplo, la tecnología de Face++ ya se ocupa en la aplicación de pagos Alipay, utilizada por 120 millones de personas en China.

3. Selfies en 360°: Las imágenes y videos en este formato se convertirán en el nuevo estándar para la cobertura de noticias y otros eventos. 360fly, Ricoh y Samsung son algunas empresas con equipos que operan este formato.

4. Nuevas celdas solares: Científicos del MIT y las universidades de Purdue y Michigan están elaborando celdas que prometen captar prácticamente el doble de energía solar que los modelos instalados hoy en los techos de casas y edificios.

5. Los botnets de las cosas: el término botnet se refiere a un conjunto o red de computadores infectados por programas maliciosos y manejados por algún hacker de manera remota. El siguiente paso será el surgimiento de botnets capaces de controlar cualquier equipo conectado a la web, desde grabadoras de video hasta televisores, consolas de videojuegos y refrigeradores.

6. Aprendizaje de refuerzo: Este sistema estará disponible en uno o dos años y consiste en usar inteligencia artificial para que los computadores aprendan tal como lo hacen las personas. Es una de las herramientas clave para el desarrollo de camiones y autos autónomos, por lo que empresas como Google y Uber son actores importantes.