O primeiro “computador biológico” do mundo, que combina células cerebrais humanas com hardware de silício para formar redes neurais fluidas, foi lançado comercialmente, marcando o início de uma nova era da tecnologia de IA. O CL1, da empresa australiana Cortical Labs, apresenta um novo tipo de inteligência computacional – mais dinâmica, sustentável e eficiente em termos de energia do que qualquer IA existente atualmente – e seu potencial começará a ser explorado quando estiver nas mãos dos usuários nos próximos meses.
Conhecido como Inteligência Biológica Sintética (SBI), o sistema CL1 da Cortical foi oficialmente lançado em Barcelona em 2 de março de 2025 e promete revolucionar a ciência e a pesquisa médica. As redes neurais formadas por células humanas no “chip” de silício funcionam como um computador orgânico em constante evolução. Segundo os engenheiros responsáveis, sua capacidade de aprendizado é tão rápida e flexível que supera completamente os chips de IA baseados em silício usados para treinar modelos de linguagem como o ChatGPT.
“Hoje é a concretização de uma visão que impulsionou a Cortical Labs por quase seis anos”, afirmou o fundador e CEO da empresa, Dr. Hon Weng Chong. “Nos últimos anos, tivemos uma série de avanços cruciais, especialmente com nossa pesquisa publicada na revista Neuron, onde culturas celulares foram inseridas em um ambiente de jogo simulado e receberam estímulos eletrofisiológicos para reproduzir o jogo arcade Pong. No entanto, nossa missão de longo prazo sempre foi democratizar essa tecnologia, tornando-a acessível a pesquisadores sem a necessidade de hardware e software especializados. O CL1 é a materialização dessa missão.”
Ele acrescentou que, embora esse seja um avanço revolucionário, o verdadeiro potencial do sistema SBI só será plenamente percebido quando estiver nas mãos dos usuários.
“Estamos oferecendo ‘Wetware-as-a-Service’ (WaaS)”, explicou – os clientes poderão adquirir o biocomputador CL1 diretamente ou simplesmente alugar tempo nos chips, acessando-os remotamente para trabalhar com a tecnologia de células cultivadas via nuvem. “Essa plataforma permitirá que milhões de pesquisadores, inovadores e grandes pensadores ao redor do mundo transformem o potencial do CL1 em impacto real e tangível. Forneceremos a infraestrutura e o suporte para que possam investir em P&D e impulsionar novas descobertas e pesquisas.”
Esses impressionantes biocomputadores baseados em células cerebrais têm o potencial de revolucionar áreas como a descoberta de medicamentos, testes clínicos e até a construção da “inteligência” de robôs, permitindo uma personalização ilimitada conforme a necessidade. O CL1, que estará amplamente disponível na segunda metade de 2025, representa uma conquista monumental para a Cortical – e, como a New Atlas pôde observar recentemente durante uma visita à sede da empresa em Melbourne, seu potencial vai muito além do Pong.
A equipe ganhou destaque internacional em 2022 ao desenvolver um “cérebro” computacional auto-adaptável, colocando 800.000 neurônios humanos e de camundongos em um chip e treinando essa rede para jogar um videogame. Os leitores da New Atlas talvez já estejam familiarizados com a Cortical Labs e seus primeiros passos rumo à Inteligência Biológica Sintética (SBI), com Loz Blain acompanhando os avanços iniciais dessa rede neural autoajustável, capaz de se modificar e criar novos caminhos responsivos a estímulos para processar informações.
“Quase encaramos isso como uma forma de vida diferente, distinta de animais ou humanos”, disse o Diretor Científico Brett Kagan a Blain em 2023. “Vemos isso como uma abordagem mecânica e de engenharia para a inteligência. Estamos utilizando o substrato da inteligência, que são os neurônios biológicos, mas os organizamos de uma maneira nova.”
A Cortical Labs percorreu um longo caminho desde o primeiro experimento com o agora obsoleto DishBrain, tanto em termos tecnológicos quanto de conceito. Agora, com a comercialização do CL1, pesquisadores poderão interagir diretamente com a tecnologia e começar a explorar uma ampla variedade de aplicações no mundo real.
Quando a New Atlas visitou Kagan e sua equipe na sede da Cortical Labs em Melbourne, no final do ano passado, durante os preparativos para o lançamento, ficou evidente o quanto a biotecnologia avançou desde o DishBrain. O CL1 apresenta um hardware relativamente simples e estável, novas formas de otimizar o “wetware” – células cerebrais humanas – e avanços significativos na criação de uma rede neural que funcione como um cérebro plenamente operacional. Ou, como Kagan descreveu um projeto ainda em andamento, um “Cérebro Mínimo Viável”.
Em 2022, a equipe demonstrou como células-tronco pluripotentes induzidas de roedores e humanos (hiPSCs) integradas a matrizes multieletrodo de alta densidade (HD-MEAs), baseadas na tecnologia de semicondutores de óxido metálico complementar (CMOS), poderiam ser estimuladas eletrofisiologicamente para criar caminhos autônomos e altamente eficientes de troca de informações.
Para isso, era necessário um método de recompensa para as células cerebrais quando exibiam comportamentos desejados, além de uma forma de punição quando falhavam em uma tarefa. Nos experimentos com o DishBrain, os pesquisadores descobriram que a previsibilidade era o fator-chave: os neurônios buscam conexões que gerem resultados previsíveis e energeticamente eficientes, adaptando suas redes em busca dessa recompensa, enquanto evitam padrões que resultem em sinais elétricos aleatórios e caóticos.
Mas, como Kagan explicou, aquilo era apenas o começo.
“A versão atual usa uma tecnologia completamente diferente”, disse Kagan a Blain e a mim. “O modelo anterior utilizava um chip CMOS, que permitia leituras de altíssima densidade, mas era opaco – você não conseguia ver as células. Além disso, havia outros problemas, como a incapacidade de equilibrar a carga elétrica ao estimular os neurônios. Com o tempo, essa carga se acumulava no ponto de estimulação, o que era prejudicial para as células.”
“Com essas novas versões, a tecnologia é muito mais simples, mas isso também as torna muito mais estáveis e permite um melhor controle do equilíbrio da carga”, acrescentou. “Se você injeta dois microamperes de corrente, consegue extrair exatamente dois microamperes de corrente. Isso mantém o sistema mais estável por mais tempo.”
Dentro do sistema CL1, neurônios cultivados em laboratório são posicionados sobre uma matriz de eletrodos plana – ou, como Kagan descreveu, “basicamente apenas metal e vidro”. Nessa configuração, 59 eletrodos formam a base de uma rede mais estável, permitindo um alto nível de controle na ativação da rede neural. Esse “cérebro” de SBI é então colocado em uma unidade retangular de suporte à vida, que é conectada a um sistema baseado em software para operação em tempo real.
“O componente de circuito de perfusão funciona como um sistema de suporte à vida para as células – ele possui filtragem para resíduos, controle de temperatura, mistura de gases e bombas para manter tudo circulando”, explicou Kagan.
No laboratório, a Cortical Labs está montando essas unidades para criar o primeiro servidor de rede neural biológica do mundo, composto por 30 unidades individuais, cada uma contendo células em sua matriz de eletrodos. A expectativa é que ele entre em operação nos próximos meses.
A equipe pretende ter quatro dessas pilhas funcionando e disponíveis para uso comercial via nuvem até o final do ano. O custo inicial de cada unidade será em torno de US$ 35.000 – um valor bem mais acessível do que tecnologias similares, que atualmente custam cerca de € 80.000 (quase US$ 85.000).
Um rack completo de unidades CL1 consome apenas entre 850 e 1.000 W de energia, é totalmente programável e oferece “estimulação bidirecional e interface de leitura, projetadas para permitir a comunicação neural e o aprendizado da rede”, conforme informado no lançamento. Surpreendentemente, a unidade CL1 não precisa de um computador externo para operar.
As complexas e dinâmicas redes neurais de SBI – que, sob um microscópio, podem ser vistas formando conexões entre os eletrodos – têm o potencial inicial de revolucionar a pesquisa em descoberta de medicamentos e modelagem de doenças.
“Nosso objetivo é tornar essa tecnologia significativamente mais acessível e, a longo prazo, reduzir ainda mais os custos, mas essa é uma meta de prazo mais estendido”, disse Kagan. “Enquanto isso, oferecemos acesso remoto para qualquer pessoa, em qualquer lugar, por meio do nosso sistema baseado na nuvem.”
“Então, mesmo que você não tenha uma dessas unidades,” acrescentou, “você pode acessá-la de casa.”
Ao nos guiar pelo laboratório de Contenção Física de Nível 2 (PC2) – um espaço que combina hardware de computador com equipamentos biológicos tradicionais –, Kagan nos mostrou ao microscópio algumas das fundamentais células-tronco pluripotentes induzidas (IPSCs). Cultivadas a partir de amostras de sangue, as IPSCs são essencialmente células em branco, capazes de se diferenciar em vários tipos celulares.
“O que fazemos é pegar essas células e usar dois métodos diferentes para diferenciá-las”, explicou. “No primeiro, aplicamos pequenas moléculas em um processo chamado protocolo de diferenciação ontogenética, que basicamente imita as moléculas presentes no desenvolvimento fetal do cérebro. No segundo método, diferenciamos diretamente as células ao estimular genes específicos envolvidos na formação de neurônios.”
Um dos métodos da equipe é rápido e gera uma alta pureza celular, mas há um problema: ele não representa com precisão a complexidade do cérebro humano.
“O cérebro não é um órgão de alta pureza; ele contém vários tipos de células e inúmeras conexões”, disse Kagan. “Se você tem apenas um único tipo de célula, você pode ter esse tipo celular, mas isso não significa que você tenha um cérebro.”
O segundo método, conhecido como “abordagem das pequenas moléculas”, gera populações celulares mais diversas, mas muitas vezes não fica totalmente claro com quais tipos de células estão lidando. Compreender isso é essencial para a ambiciosa busca da Cortical em construir o Minimal Viable Brain (MVB). Embora o lançamento do CL1 seja o primeiro passo, a equipe já está trabalhando na próxima etapa do SBI.
“Podemos categorizar os principais tipos de células, mas sempre há muitas subcategorias – e isso é algo positivo, como descobrimos. No entanto, gostaríamos de ter um controle total sobre a diferenciação celular direta”, explicou Kagan. “Ainda não resolvemos essa questão: O que é exatamente o Minimal Viable Brain?”
O conceito do MVB é intrigante: como bioengenheirar um “cérebro” humano simplificado, com o mínimo de diferenciação celular supérflua, mas que ainda tenha a complexidade necessária para formar uma rede neural funcional – algo que redes compostas por células homogêneas não conseguem. Esse tipo de modelo seria uma ferramenta poderosa, permitindo análises mais controladas e detalhadas do que as possíveis em estudos realizados com cérebros reais.
“Basicamente, ele seria composto pelos elementos biológicos essenciais que permitem o processamento dinâmico e responsivo de informações, de acordo com princípios fundamentais”, disse Kagan. “Um único neurônio pode realizar diversas funções, e embora possa responder a determinados estímulos dinâmicos, não consegue, por exemplo, navegar em um ambiente. Os menores cérebros funcionais que conhecemos possuem 301 ou 302 neurônios – dependendo da fonte – como no C. elegans. Mas cada um desses neurônios é altamente especializado.”
“E outra questão é: o cérebro do C. elegans é realmente o Minimal Viable Brain? Será que precisamos de todos esses neurônios ou poderíamos alcançar o mesmo resultado com, digamos, 30 neurônios interconectados de maneira específica?” continuou Kagan. (O Caenorhabditis elegans é um nematoide amplamente estudado pela ciência.) “E, se for esse o caso, seria possível criar uma rede mais complexa combinando 100.000 desses mesmos 30 neurônios? Ainda não temos essas respostas, mas essa tecnologia pode nos ajudar a encontrá-las.”
“Estamos adicionando cada vez mais tipos celulares à cultura à medida que avançamos, mas um dos desafios são as ferramentas”, afirmou. “A unidade [CL1] não existia até que a construíssemos, e você precisa de uma ferramenta como essa para responder perguntas como ‘O que é o Minimal Viable Brain?’. Se tivermos 120 unidades, podemos realizar experimentos altamente controlados para entender exatamente o que impulsiona o surgimento da inteligência. Podemos analisar tudo no nível transcriptômico e genético para identificar quais genes e proteínas fazem um conjunto de células aprender enquanto outro não aprende. E, quando tivermos essa capacidade, poderemos imediatamente aplicar esse conhecimento na descoberta de medicamentos e modelagem de doenças.”
Isso é particularmente importante para o desenvolvimento de melhores tratamentos – ou até mesmo curas – para doenças como epilepsia, Alzheimer e outras condições neurológicas. Enquanto isso, espera-se que o sistema CL1 impulsione significativamente a pesquisa sobre doenças e terapêuticas.
“A grande maioria dos medicamentos para doenças neurológicas e psiquiátricas falha nos testes clínicos porque há uma complexidade muito maior quando se trata do cérebro – mas essa complexidade pode ser observada diretamente ao usar essas ferramentas”, explicou Kagan. “Nosso objetivo é substituir uma parte significativa dos testes em animais. Infelizmente, esses testes ainda são necessários, mas acreditamos que, em muitos casos, eles podem ser evitados, o que é algo eticamente positivo.”
A ética por trás dessa tecnologia tem sido uma preocupação central para a Cortical. O artigo inovador publicado em 2022 gerou um intenso debate, especialmente em torno da questão da “consciência” e “senciência” humana. No entanto, medidas foram estabelecidas para garantir o uso responsável das unidades CL1 e do acesso remoto via Wetware-as-a-Service (WaaS), dentro dos limites éticos possíveis.
Isso tudo levanta questões regulatórias cruciais. “Há inúmeras aprovações regulatórias necessárias, dependendo da localização e dos casos de uso específicos”, destacou a equipe em seu comunicado de lançamento. “Os órgãos reguladores podem incluir agências de saúde, comitês de bioética e organizações governamentais responsáveis pela supervisão da biotecnologia ou de dispositivos médicos. O cumprimento dessas regulamentações é essencial para garantir o uso responsável e ético das tecnologias de computação biológica.”
Mas, como pioneira global nessa tecnologia inovadora, a Cortical Labs sabe que – assim como acontece com a rápida evolução da IA não biológica – é difícil prever todas as possíveis aplicações da SBI. Além disso, um dos grandes desafios que a empresa enfrenta é o financiamento, algo que a materialização do CL1 como um sistema tangível e utilizável pode mudar.
“A dificuldade que continuo ouvindo [dos investidores] é que não nos encaixamos em uma categoria específica”, comentou Kagan, enquanto deixávamos os jalecos, redes de cabelo e máscaras de lado e nos acomodávamos em um sofá ao lado da sala de computadores. “E realmente não nos encaixamos – somos uma tecnologia que atravessa várias fronteiras. Se olharmos para os setores prioritários, cobrimos desde biotecnologia e robótica até ciência médica e outras áreas. Não somos exatamente IA, nem exatamente medicina – podemos atuar em ambas, mas não somos nenhuma das duas. E, por isso, muitas vezes somos excluídos.”
Dessa forma, o lançamento do sistema físico CL1 e da Cortical Cloud para acesso remoto via Wetware-as-a-Service (WaaS) representa uma conquista significativa. Kagan e sua equipe estão ansiosos para ver onde a SBI pode chegar agora que está disponível para uso.
“O CL1 é o primeiro computador biológico comercializado, projetado exclusivamente para otimizar a comunicação e o processamento de informações em culturas neurais in vitro“, afirmou a equipe. “O CL1, com seu sistema de suporte vital embutido para manter a saúde das células, oferece possibilidades significativas nos campos da ciência médica e da tecnologia.”
A Cortical Labs enfatiza que a SBI é, por natureza, mais orgânica do que a IA tradicional, pois utiliza o mesmo material biológico – neurônios – que sustenta a inteligência em organismos vivos. “Ao aproveitar os neurônios como um substrato computacional, a SBI tem o potencial de criar sistemas que exibem formas de inteligência mais naturais e orgânicas do que a IA tradicional baseada em silício”, concluiu a empresa.
Fonte: Cortical Labs
Com conteúdo do Newatlas.
Luiza Fontes é apaixonada pelas tecnologias cotidianas e pelo impacto delas no nosso dia a dia. Com um olhar curioso, ela descomplica inovações e gadgets, trazendo informações acessíveis para quem deseja entender melhor o mundo digital.
