POR. JAVIER GARCÍA BLANCO

LOS CONTINUOS AVANCES EN BIOLOGÍA, QUÍMICA, INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y COMPUTACIÓN ESTÁN CONVIRTIENDO EN REALIDAD LO QUE HASTA HACE APENAS UNOS AÑOS ERAN POCO MÁS QUE ESCENARIOS PROPIOS DE LOS RELATOS DE CIENCIA FICCIÓN. LOS SORPRENDENTES LOGROS EN NANOTECNOLOGÍA, POR EJEMPLO, ABREN UN ABANICO CASI INTERMINABLE DE FABULOSAS POSIBILIDADES, PERO TAMBIÉN NO POCOS PELIGROS QUE PODRÍAN PONER EN JAQUE NUESTRA SOCIEDAD Y EL FUTURO DE LA CIVILIZACIÓN…

La noticia llegó a los medios de comunicación poco después de arrancar el nuevo año, a raíz de la publicación de un artículo en la revista PNAS (medio oficial de la Academia Nacional de las Ciencias de EE UU), y no tardó en propagarse como la pólvora.

No era para menos. El trabajo firmado por Sam Kriegman, Joshua Bongard, Michael Levin y Douglas Blackiston —investigadores de las universidades estadounidenses de Vermont y Tufts— desgranaba los entresijos de un logro científico sin duda trascendental: la creación de las primeras máquinas vivas —auténticos robots vivientes— en un laboratorio.

Echando mano del símil literario, podríamos decir que estos «biorobots» son una especie de Frankensteins diminutos, con la diferencia de que en lugar de estar «construidos» a base de fragmentos de distintos cadáveres, como el protagonista de la célebre novela de Mary Shelley, han sido creados en la asepsia de un moderno laboratorio empleando células vivas de embriones de rana africana de la especie Xenopus laevis, después de que su insólito diseño se trazara en potentes ordenadores con ayuda de algoritmos de inteligencia artificial.

En una primera fase, los investigadores emplearon la capacidad de cálculo de la supercomputadora Deep Green —del Vermont Advanced Computing Core— para «ensamblar» miles de combinaciones de células simuladas y escoger aquellos diseños más adecuados para cumplir una tarea, en este caso moverse en una dirección concreta.

Tras ejecutar miles de combinaciones con ayuda de un algoritmo, la computadora fue refinando su diseño, seleccionando aquellos «modelos» que resultaban más eficientes. Una vez escogidos, los diseños candidatos fueron entregados a los biólogos de la Universidad de Tufts, donde el microcirujano Douglas Blackiston convirtió en realidad lo que hasta entonces habían sido únicamente modelos informáticos. Vistas al microscopio, estas insólitas máquinas vivientes, bautizadas como xenobots en honor a las células de la Xenopus laevis, no podrían tener un aspecto más alejado de un dispositivo robótico: un cuerpo amorfo dotado de cuatro apéndices que les permiten desplazarse lentamente en un medio acuoso.

MÁQUINAS DEL TAMAÑO DE UN ÁTOMO

Puede parecer un diseño rudimentario —y, de hecho, lo es—, pero cumple su cometido a la perfección: los xenobots son capaces de moverse de forma coherente y explorar el entorno en el que se encuentran durante días o semanas, empleando como único «combustible» depósitos de energía embrionaria. Pero ésta no es su única característica singular: las máquinas vivientes creadas por los científicos estadounidenses son capaces de regenerarse ellas mismas cuando son seccionadas y continuar después su tarea. Además, los xenobots son cien por cien biodegradables, pues, una vez finalizada la misión que se les ha encomendado, acaban convirtiéndose en simples células muertas, descomponiéndose por sí solas.

Por el momento no son capaces de realizar gran cosa, más allá de desplazarse y explorar su entorno, pero las posibles aplicaciones de este singular avance serán casi infinitas en un futuro no muy lejano, cuando la técnica se haya pulido y desarrollado. Esta primera versión ha sido diseñada a partir de células cardíacas y de la piel, pero más adelante podrían utilizarse células del sistema nervioso o sensoriales, lo que permitiría que xenobots más complejos fueran capaces de reaccionar a su entorno, abriendo la puerta a numerosas aplicaciones.

El empleo de este tipo de máquinas biológicas reconfigurables, que apenas alcanzan un milímetro de tamaño, podría revolucionar campos como el de la Medicina —por ejemplo, empleándose para transportar fármacos dentro de nuestros cuerpos de forma precisa y segura—, o utilizarse para limpiar vertidos tóxicos y acabar con los microplásticos, entre otras muchas posibilidades.

El desarrollo de esta nueva técnica que trabaja a escala milimétrica supone una apasionante y prometedora tecnología para multitud de campos del conocimiento, pero no es la única que explora vías parecidas. De hecho, numerosos investigadores llevan trabajando varias décadas en una línea similar, aunque sin emplear sustancias biológicas, como en el caso de los xenobots, y a escalas mucho más pequeñas: la nanotecnología.

El primer estudioso en hacer referencia a la manipulación de átomos y moléculas con distintas aplicaciones fue el físico y Premio Nobel estadounidense Richard Feynman, quien durante una conferencia pronunciada en 1959 anticipó un escenario que en aquel entonces sonaba a argumento de ciencia-ficción.

Quince años más tarde, en 1974, el científico japonés Norio Taniguchi, profesor de la Universidad de Tokio, acuñó el término «nanotecnología» y, ya en los años 80, los investigadores suizos Gerd Binnig y Heinrich Rohrer crearon el primer microscopio de efecto túnel en un laboratorio de la compañía IBM en Zurich, abriendo las puertas al futuro.

Desde entonces, miles de científicos en todo el mundo han realizado investigaciones en este campo que se desarrolla a escala nanométrica y que hoy en día se aplica ya en multitud de ámbitos, especialmente en el diseño de nuevos materiales. Las aplicaciones, una vez más, son casi infinitas, y en unas décadas estarán únicamente limitadas por la imaginación de los científicos.

REVOLUCIÓN EN LA MEDICINA

En el campo de la Medicina, por ejemplo, ya se están aplicando algunos de estos avances, pero son muchos más los que están en fase de experimentación o desarrollo. Hace apenas unas semanas, por ejemplo, se daba a conocer la propuesta de Rabia Tugce, profesora de Ingeniería Informática y Eléctrica de la Universidad de Boston, quien ha desarrollado con éxito una píldora que combina componentes electrónicos y bacterias transgénicas, y que es capaz de resistir el agresivo entorno del estómago y los intestinos.

Si el pequeño dispositivo detecta sangre, se activa un mecanismo capaz de comunicarse inalámbricamente con el instrumental médico, informando de hemorragias en el aparato digestivo. El novedoso dispositivo, que todavía tiene que miniaturizarse más —actualmente mide unos dos centímetros—, será de gran utilidad en pacientes con enfermedad de Crohn, pero también podría revolucionar la detección precoz de dolencias como el cáncer colorrectal, sin necesidad de recurrir a técnicas más invasivas y costosas, como las endoscopias y colonoscopias.

Otro científico, en este caso el británico George Malliaras, de la Universidad de Cambridge, ha desarrollado junto a su equipo un minúsculo sensor de electrodos que, colocado en la superficie exterior del cerebro, es capaz de registrar la actividad de las neuronas, aunque éstas se encuentren en zonas profundas del encéfalo. El dispositivo se ha probado ya en pacientes de epilepsia sometidos a cirugía, y cuando se perfeccione podría emplearse para detectar los patrones eléctricos que preceden a una crisis, permitiendo al mismo tiempo la liberación de medicamentos capaces de frenar los ataques.

Además de las evidentes ventajas en medicina preventiva, la nanotecnología también podría jugar un papel revolucionario a la hora de aplicar nuevas terapias, empleando nanodispositivos para distribuir y suministrar fármacos de forma más eficiente y controlada. Ben Feringa, uno de los ganadores del Premio Nobel de Química del año 2006 por sus avances en el campo de la nanotecnología —él y su equipo fueron capaces de crear un motor molecular en 1999, y años después un «coche» a nanoescala, impulsado por luz ultravioleta—, vaticina un escenario alentador en este sentido.

En su opinión, la aplicación de esta tecnología en el ámbito médico podría permitir, en un futuro cercano, suministrar antibióticos que solo se activen una vez hayan llegado al lugar necesario del cuerpo, para luego ser eliminados de forma segura por la orina, reduciendo el riesgo de resistencia de las bacterias.

Feringa también propone la posibilidad de utilizar nanorobots que suministren fármacos antitumorales que ataquen únicamente a las células enfermas, respetando a las sanas. El investigador español Marc Güell, experto en biología sintética de la Universidad Pompeu Fabra, está trabajando en el desarrollo de otro tipo de sensores nanométricos: implantes con microbios transgénicos alterados para cambiar su «comportamiento», de tal modo que actúen como vigilantes ante la presencia de patógenos.

TEJIDOS INTELIGENTES

Más allá del ámbito médico, los avances son también muy prometedores. En el campo de los materiales, la nanotecnología se aplica ya en el desarrollo de nuevos tejidos inteligentes —capaces de repeler manchas, evitar olores o cambiar de color y temperatura—, en la fabricación de grafeno que sustituya al silicio en la creación de microprocesadores más potentes y eficientes o en la creación de futuros robots microscópicos que ejecutarán distintas funciones. También se está trabajando en la

NANOROBOTS QUE SE REVELAN

Pese a las positivas perspectivas de futuro que traen consigo los avances en nanotecnología, no todos los escenarios son tan halagüeños. Desde hace décadas, amantes de la ciencia-ficción y especialistas en nanociencia están habituados a oír hablar de la llamada «plaga gris». Este término, acuñado por el ingeniero estadounidense Kim Eric Drexler en 1986, hace referencia a un eventual e hipotético desastre global causado por millones de nanorobots descontrolados.

Tal escenario, según Drexler, podría tener lugar si, en algún momento del futuro, con la nanotecnología en un estado más avanzado gracias al «ensamblaje molecular», los nanorobots fueran capaces de autorreplicarse y quedaran fuera de control, auto ensamblándose sin freno, hasta acabar consumiendo todos los recursos de la biosfera del planeta.

Él mismo lo explicaba de la siguiente forma en su libro La nanotecnología: el surgimiento de las máquinas de creación: «Así, el primer replicador ensambla una copia suya en mil segundos, entonces los dos replicadores ensamblan dos más en los siguientes mil segundos, esos cuatro construyen otros cuatro, y los ocho construyen otros ocho. Después de diez horas, no hay 36 nuevos replicadores, sino más de 68.000 millones.

En menos de un día, pesarían una tonelada; en menos de dos días, sobrepasarían el peso de la Tierra; en otras cuatro horas, excederían la masa combinada del Sol y todos los planetas… si el reservorio de elementos químicos no se hubiera agotado mucho antes».

Puede que el temor a una «plaga gris» capaz de provocar una catástrofe de dimensiones planetarias sea infundado, pero los expertos sí hacen hincapié en otros posibles peligros —mucho más realistas y cercanos— de la nanotecnología. Y en ese sentido, el riesgo más evidente y tangible lo encontramos en las aplicaciones militares de esta novedosa e imparable tecnología.

Desde que surgieran las primeras referencias a este nuevo campo científico, los departamentos de Defensa de medio mundo se lanzaron a la creación de programas investigación y desarrollo en los que aplicar los últimos avances en nanotecnología con fines militares. En 2001, con el planeta sacudido por los ataques terroristas del 11S, el Gobierno de EE UU puso en marcha el programa INN (Iniciativa Nacional en Nanotecnología), en el que DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) juega un papel protagonista.

Un año más tarde, los países miembros de la Unión Europea y otras naciones como Japón iniciaron también sus propios proyectos en el mismo sentido. No es difícil comprender el interés de los distintos estados en tales avances. A día de hoy, casi 20 años después del nacimiento de aquellos programas especiales, la nanotecnología está prevista en prácticamente todos los ámbitos del desarrollo militar, tanto en aplicaciones defensivas como ofensivas.

LAS GUERRAS DEL FUTURO

En 2015, el Ministerio de Defensa español publicaba una monografía titulada Nanociencia, nanotecnología y Defensa, en la que se exploraban las numerosas posibilidades de tales avances. Uno de los autores del dossier, el teniente coronel Jesús Carlos Gómez Pardo —ingeniero de armamento del Ejército de Tierra—, destacaba que ya se está trabajando «en el desarrollo de armas personales con capacidad para neutralizar a grupos de personas».

Hay que considerar también las múltiples posibilidades del empleo de nanomateriales en la fabricación de armas y equipos más ligeros, así como de municiones más complejas y letales (con mayor carga explosiva y penetrante). Al mismo tiempo, el informe refería también las múltiples ventajas que supondrá el desarrollo de nuevos tejidos y nanosensores que, empleados en los uniformes de los soldados, servirán para proteger a sus portadores frente a ataques biológicos, químicos e incluso nucleares —además de repeler las balas— gracias al uso de nanoarcillas, y que al mismo tiempo permitirá monitorear las constantes vitales de los soldados del futuro.

Parte de estos avances pueden ser vistos desde un punto de vista positivo —sobre todo aquellos que estén destinados a minimizar los daños físicos de los soldados y a reducir las víctimas civiles—pero, como sucede con cualquier arma, estas aplicaciones militares tienen un doble filo. El propio teniente coronel Gómez Pardo señalaba el peligro de un potencial uso malicioso de estas tecnologías, tanto por gobiernos y regímenes totalitarios como por grupos terroristas, por lo que pedía una monitorización estrecha y un seguimiento de estos avances por parte de comités internacionales.

Otro informe similar al anterior, en este caso publicado por la Revista Mexicana de Política Exterior, hacía hincapié unos años antes (2007) en los peligros de la nanotecnología militar. Su autor, el investigador Gian Carlo Delgado Ramos, señalaba algunos ejemplos inquietantes del uso indiscriminado de estas tecnologías: la Armada estadounidense había llegado a desarrollar un programa en el que empleaba nanorracimos de oro sensibles a la detección de ADN, que permitían dispersar ántrax, favoreciendo una posible guerra biológica. Un escenario ya de por sí siniestro, pero que alcanzaría aún mayores niveles de dramatismo si una tecnología semejante cayese en manos de grupos terroristas.

CONTROLANDO A LA POBLACIÓN

Jürgen Altmann, físico e investigador experto en el campo de la paz y el desarme de la Universidad de Dortmund (Alemania), es uno de los mayores críticos del uso de la nanotecnología con fines militares, y se suma a la postura de otros especialistas que reclaman un mayor control por parte de entidades internacionales independientes: «De las aplicaciones nanotecnológicas específicamente militares, muy pocas podrían tener efectos positivos.

La mayoría, más bien, levanta serias preocupaciones, de ahí que haya muy buenas razones para advertir e implementar límites preventivos», asegura con rotundidad. Altmann y otros expertos como Mark Gubrud —físico y profesor adjunto en Paz, Guerra y Defensa en la Universidad de Carolina del Norte (EE UU) — apuntan también otro motivo de preocupación.

Todas estas tecnologías orientadas al campo militar tienen como primer objetivo su uso en el campo de batalla, pero también podrían ser empleadas en un futuro por las fuerzas de seguridad de los distintos países, en ese caso no para hacer frente a un enemigo exterior, sino para reprimir a la población, lo que supondría un riesgo en la reducción de los derechos humanos. Si a lo anterior le sumamos los imparables avances en materia de vigilancia y control de la población por medio de sofisticados dispositivos basados en Inteligencia Artificial (IA), la sombra de un Gran Hermano orwelliano resulta cada vez más inquietante…

←EN LA ACTUALIDAD: DE LA GLOBALIZACIÓN A LA CONTINENTALIZACIÓN

← SIGLO XXI

←HISTORIA DEL MUNDO