Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado una neurona artificial utilizando nanohilos de proteínas de bacterias productoras de electricidad, que opera a solo 0.1 voltios para imitar las células cerebrales naturales. Este avance permite la comunicación directa con sistemas biológicos y promete una computación eficiente en energía. La innovación podría transformar la electrónica portátil y las computadoras bioinspiradas.
Ingenieros de la Universidad de Massachusetts Amherst han creado una neurona artificial que replica la actividad eléctrica de las células cerebrales naturales, alimentada por nanohilos de proteínas derivados de la bacteria Geobacter sulfurreducens. Publicado en Nature Communications el 13 de octubre de 2025, el estudio destaca cómo este dispositivo funciona a solo 0.1 voltios, coincidiendo con el voltaje de las neuronas humanas, en comparación con versiones artificiales anteriores que requerían 10 veces más voltaje y 100 veces más potencia.
El cerebro humano procesa vastos datos con una eficiencia notable, utilizando alrededor de 20 vatios para tareas como escribir una historia, mientras que modelos de lenguaje grandes como ChatGPT pueden demandar más de un megavatio para operaciones similares. "Nuestro cerebro procesa una enorme cantidad de datos", dijo Shuai Fu, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica y de computadoras en UMass Amherst y autor principal del estudio. "Pero su consumo de energía es muy, muy bajo, especialmente en comparación con la electricidad que requiere ejecutar un Modelo de Lenguaje Grande, como ChatGPT."
Este diseño de bajo voltaje supera una barrera clave en la computación neuromórfica, permitiendo una integración fluida con tejidos vivos sin necesidad de amplificadores intensivos en energía. "La nuestra registra solo 0.1 voltios, que es aproximadamente lo mismo que las neuronas en nuestros cuerpos", señaló Jun Yao, profesor asociado de ingeniería eléctrica y de computadoras y autor principal. Intentos anteriores fallaron en conectarse directamente con neuronas biológicas debido a su sensibilidad a voltajes más altos.
Las aplicaciones potenciales incluyen computadoras bioinspiradas que operan como sistemas vivos y wearables avanzados. Por ejemplo, los sensores podrían funcionar con energía generada por el sudor o cosechar electricidad del aire, eliminando pasos de amplificación que aumentan la complejidad y el uso de energía. La investigación se basa en trabajos previos del equipo de Yao, que ha producido dispositivos eficientes como biopelículas alimentadas por sudor y una "nariz electrónica" para la detección de enfermedades.
La financiación provino de la Oficina de Investigación del Ejército, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Alfred P. Sloan.