Ágora

Entrevista a Alfonso Valencia,
Biólogo, director del Departamento de Ciencias de la Vida del Barcelona Supercomputing Center.


Juan Enrique Gómez.


Le gustaría que hubiese un gemelo digital de su persona en la consulta del médico y que se pudiese tomar decisiones en base a los datos que le aportase su otro yo. Para el profesor Alfonso Valencia (Sevilla 1959) nos encontramos en un momento en que la tecnología puede ayudar de forma fundamental y directa a la biología, un tiempo en el que podemos crear gemelos computacionales, réplicas de nuestras células, e incluso de órganos, para probar en ellos los efectos de actuaciones clínicas, tratamientos, vacunas y avances biotecnológicos fundamentales para mejorar la calidad de vida del ser humano. Alfonso Valencia es director del departamento de Ciencias de la Vida en el Barcelona Supercomputing Center y Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), que forma parte de la Universidad politécnica de Cataluña, pero también es el coordinador y responsable del proyecto PerMedCoe, con el que se intenta crear modelos digitales de las personas y, de hecho, ya los tienen de células e incluso de órganos como un corazón humano.

Valencia asegura que la Medicina entra en una nueva dimensión en la que no es imposible la recreación computacional de un ser humano, aunque no puede determinar cuándo será una realidad tangible. Reconoce que la generación de réplicas humanas puede acarrear problemas de carácter ético, moral y social, e incluso de seguridad, pero considera que este tipo de investigaciones y su aplicación práctica a posteriori, tiene que disponer de exhaustivas medidas de control, para que nuestros datos solo estén en manos de los médicos. Hay que tener en cuenta que el objetivo fundamental del proyecto de gemelos digitales en biología es su aplicación médica y que ya está siendo utilizado en casos de tumores y otras patologías, e incluso puede llegar a evitar el uso de animales para probar medicamentos, o las controvertidas pruebas de vacunas en humanos.

Reconoce que podría llegar el momento en que fuese difícil distinguir el original de la copia, porque la aplicación de la Inteligencia Artificial nos lleva a disponer de tantos datos sintéticos, creados por la IA, que es difícil distinguirlos de los datos reales. En el caso de la copia humana, afirma que nuestro gemelo digital nunca sería tan exacto y complejo como su original. Para el profesor Valencia, no sería nada fácil replicar un cerebro humano y, aunque disponemos de mapas cerebrales muy exactos, “nos queda mucho para poder replicar un cerebro humano”. Cree que la sociedad está preparada para asimilar cambios y avances tan importantes como el gemelo digital de partes del ser humano, pero se pregunta si tendríamos que plantearnos los derechos del gemelo.

¿Qué son los gemelos digitales? ¿Es posible explicarlo de forma sencilla?
En realidad en áreas de ingeniería no son nada nuevo. Existen desde hace tiempo, por ejemplo el gemelo de una plataforma petrolífera o el de una cadena de montaje de coches. Es un sistema que simula, con todos los datos que le llegan del mundo real, el funcionamiento de la cadena de montaje y pueden predecir, en paralelo, si algo cambia, si se quiere modificar una pieza o se estropea. Se pretende estar preparado para cualquier contingencia mediante una simulación que viene dada por los datos de la cadena de montaje real. En definitiva es tener un modelo de experimentación para prepararte de cara al futuro.

¿Cómo se salta a la biología?
Pues con una  gran dificultad, porque la biología es mucho más compleja y ni siquiera conocemos todas las piezas con las que tenemos que trabajar. Nuestro conocimiento del cuerpo humano es muy  limitado, por eso no tenemos, de momento, modelos digitales del cuerpo completo de una persona.

Pero no es imposible llegar a disponer de nuestro gemelo digital.
El problema es que nadie es capaz de simular todos los procesos biológicos de un ser humano de una forma medianamente realista, pero pienso que no es imposible, ya que no deja de ser un sistema real que existe y, por tanto, podría replicarse. Podemos hacer cosas que nos aproximen a ese sistema. Efectivamente no tenemos un modelo completo, pero sí de partes del sistema que son útiles, como modelos a nivel atómico para simular procesos moleculares de proteínas, para estudiar fármacos y modelos digitales que se denominan protoórganos y otros físicos, organoids, que son versiones miniaturizadas y simplificadas de un órgano producido in vitro en tres dimensiones que muestra una microanatomía realista.

Nadie es capaz de simular todos los procesos biológicos de un ser humano de una forma medianamente realista, pero pienso que no es imposible.

¿Es cierto que han llegado a replicar un corazón?
Sí, el corazón es uno de los órganos que se han logrado simular de forma digital y que forma parte de aplicaciones clínicas actuales. Nos permite conocer cómo funciona un corazón determinado con unas condiciones y en unas circunstancias concretas, ya que reproducen tanto la parte mecánica como la electrofisiológica, como son las corrientes que circulan a través del corazón. Estos modelos se han hecho en colaboración con cardiólogos para estudiar problemas como por ejemplo las arritmias. Simulas esa arritmia y utilizas un gemelo de corazón que simula el de la persona concreta a tratar. Puedes saber qué pasa si intervengo con una ablación en ésta o aquella región determinada y ver la reacción de las ondas y cómo se distribuye, qué pasa si la arritmia está localizada en ese punto… Esta sería una simulación, un gemelo digital de órganos. Otras se hacen sobre vías respiratorias, ¿cómo diseñamos un inhalador que sea lo más efectivo posible para una persona en concreto, teniendo en cuenta su cavidad respiratoria, su densidad, sus particularidades? No tenemos el sistema completo, pero sí piezas de ese sistema.

Crear un corazón digital es hablar de protoórganos, algo muy serio, ¿No es un sueño…? va más allá de la teoría  o la investigación puramente científica
Desde luego, es muy serio y no es un sueño, existe y hay compañías de investigación interesadas, existen publicaciones científicas y colaboraciones clínicas e investigación que trabajan en estos protoórganos. Pero hay algo más que nos interesa de forma especial, que es simular tumores. Es algo que tenemos en marcha desde hace un tiempo y, por primera vez, tenemos información de células individuales e individualizadas, para saber cómo se componen diversos tejidos, cómo cambian, diferenciamos células que intervienen en el tumor, cómo se expresan y cómo es la invasión del sistema inmune. Tenemos datos generales y podemos hacer simulaciones muy realistas sobre el tumor, porque para cada célula o conjuntos de células tenemos información real de en qué estado se encuentran, como una cadena de coches, para saber cómo va a evolucionar y cómo actúa determinado medicamento.

¿Y ya se aplica en personas con tratamientos concretos para ellas?
Se aplica en personas concretas, con un tratamiento específico. No está tan avanzado como el caso de las arritmias, pero tiene el mismo potencial de aplicación. El gemelo digital del tumor de la persona en concreto nos dice cómo tal tratamiento y tal fármaco actuará en esa persona. La investigación ha avanzado mucho en los últimos dos años, porque  los ensayos preclínicos, antes de hacerlos en humanos, para los que se utilizan ratones, se hacen en prototipos que llamamos organoids, son réplicas  experimentales de órganos y también en sistemas de copias computacionales. Ahora se pide que el comportamiento de un fármaco que se prueba en animales, por ejemplo, se compruebe en organoids y sistemas digitales o en una mezcla de todo, lo que llegará a eliminar el uso de animales para experimentación. Estamos viendo un interés renovado de las compañías farmacéuticas en los organoids y en los gemelos computacionales.

Nos lleva a pensar en la creación de un gemelo digital completo. Por lo que comenta es bastante factible. ¿Qué nos queda para llegar a eso?
Ya me gustaría saber ese dato. Cien años, cincuenta, diez… no lo sabemos. La realidad es que no hay un impedimento. Solo tenemos que trabajar para conseguirlo lo antes posible. Tenemos modelos cada vez más útiles, porque tenemos mejores métodos y mejores medios computacionales.

Hablamos ahora de lo que hace unas décadas llamábamos clones, antes eran físicos y ahora computacionales. ¿Sería un clon, ya sea de una célula, un órgano o una persona?
Sí, aunque los nombres van cambiando, sería asimilable a un clon. Sabemos que no queremos reproducir exactamente lo que sería un clon, ya que ningún modelo va a ser exactamente igual a la realidad. Cuando lo explico a los estudiantes, les hablo de un cuento de José Luis Borges en el que habla de una civilización que se dedicaba a hacer mapas, cada vez más exactos y complejos, hasta que el mapa llega a ser tan grande como el país que representa. Un mapa tan exacto resultará inútil. Nuestros modelos nunca serán como la realidad, no tendrían todos los datos y detalles, solo queremos que sean buenos para generar hipótesis. El término clon es una copia exacta y el gemelo digital sugiere una menor exactitud, que se centrará en lo que se quiere estudiar en cada momento.

¿No cree que llegará el momento en el que se podría confundir el gemelo del original?
El digital es diferente, ya que uno está en el ordenador y otro en la realidad, pero es cierto que cada vez tenemos más datos  sintéticos, difíciles de distinguir de los reales. Me refiero a aquellos que te ofrece la Inteligencia artificial, por ejemplo ChatGpt, que cuando le preguntas sobre algo genera un texto o una imagen a base de datos que llamamos sintéticos y que cada vez son más difíciles de  distinguir de los reales. Nos es difícil distinguir la creación artificial de la realidad. No vamos a confundir a un humano con su gemelo digital, pero es cierto que vamos a tener cada vez más información digital con los que podemos hacer una gran cantidad de actuaciones sin necesidad de usar los datos reales, solo los digitales.

Pero sabemos que ya existen interacciones entre el universo real y el digital
Así es. Hay múltiples posibilidades de interacción práctica entre el conocimiento digital y la realidad de una persona, como por ejemplo llevar a cabo intervenciones clínicas basadas en los datos extraídos de forma digital. Hemos conocido que en los países árabes, especialmente en Qatar, hay un interés especial en los gemelos digitales, porque tienen el problema de que a las mujeres solo las pueden tratar mujeres y no tienen suficientes mujeres expertas en determinadas disciplinas médicas, de forma que a través de los datos del gemelo digital pueden ser tratadas por mujeres menos especializadas, pero con el conocimiento que aportará el gemelo digital. Son cosas en las que la realidad empieza a mezclarse con lo digital, es cierto. La práctica nos dice que tenemos que mezclar los dos universos, pero cada uno en su espacio.

La realidad empieza a mezclarse con lo digital, es cierto. La práctica nos dice que tenemos que mezclar los dos universos, pero cada uno en su espacio.

Está claro que es posible crear un gemelo digital a partir de la información de células, órganos, e incluso de una persona, pero ¿Qué pasa con los sentimientos, con cuestiones tan humanas como el amor, el dolor, la alegría, el miedo… sería posible?
No sé si en el futuro será posible llegar a los sentimientos, amor, dolor, alegría… Los primeros sistemas de lenguaje (lo que está detrás del que ya conocemos como CHATGPT) muestran propiedades interesantes, pero claramente lejos de este tipo de propiedades, aunque debemos tener en cuenta que solo es la primera tecnología en un camino que no sabemos hasta dónde puede llegar. Está claro que somos capaces de imitar los aspectos físicos del funcionamiento de una persona, pero el cuerpo humano, el individuo va más allá de esas funciones fisiológicas. Por el momento no veo factible que pueda replicar sentimientos

Un gemelo digital ya nos ayuda a tomar decisiones, pero ¿Podría tomarlas por nosotros?
No debería hacerlo en tareas críticas. En medicina deben ser solo asistentes a la toma de decisión por humanos. Esto es lógico, sensato y está  regulado. El peligro es que los profesionales no tengan instrumentos, tiempo o capacidad real para interpretar las sugerencias de los sistemas y acaben aceptándolas directamente. Es decir, no solo hace falta que los sistemas no tomen decisiones y solo asistan, hace falta que el entorno y formación proporcione a los usuarios (profesionales médicos por ejemplo) la necesaria autonomía de decisión.

¿De qué manera se interrelaciona la IA con los gemelos?
Los modelos de lenguaje van a cambiar la biología. Muchas de las partes del proceso de generar un modelo digital, un corazón latiendo, un tumor creciendo, hay partes que son computacionalmente muy costosas y necesitan generar muchas simulaciones. Todas esas cosas podemos reemplazarlas por la IA que delimitará más rápidamente los parámetros que funcionen. Podremos, incluso predecir esas simulaciones y usarlas para interpretar los resultados. Puedo usar la IA para que me ayude a interpretar y a realizar el análisis de los datos. Veremos cómo evoluciona en los próximos años

¿Sería factible crear un cerebro, estamos cerca de poder hacerlo?
Es muy complicado, el corazón es un buen comienzo porque es un músculo y tiene unos tipos celulares, con un sistema eléctrico conocido y una parte bioquímica también muy estudiada. Es un sistema sencillo en nuestro organismo, pero si piensas en otros órganos, como un riñón es más complicado. El sistema circulatorio completo es muy complejo, pero  el cerebro es la máxima complejidad a la que podríamos enfrentarnos. Ahora tenemos mapas cerebrales de mucha precisión y se ha empezado a pensar que se pueden hacer simulaciones de sectores del cerebro, pero de eso a desarrollar simulaciones del cerebro completo aún queda mucho. 

El gemelo digital del  cerebro es la máxima complejidad a la que podríamos enfrentarnos. 

¿Estaría más cerca de lo que sería replicar el alma?
No creo que sea un tema a tratar por los científicos, puede serlo como idea pero no como agenda científica. Habría que estudiar los tipos celulares, cómo se conectan, las regiones cerebrales, cómo se relaciona la corteza visual con el cerebro, como se  relaciona la memoria… todo eso son problemas que no están resueltos. Vamos a intentar saber cómo van las cosas en un nivel reducido antes de plantearnos entrar en niveles funcionales medianamente altos. No tengo respuestas más allá de la ciencia.

En relación con el cambio climático, si se pueden simular las situaciones que podrían llevar a la humanidad hacia una nueva extinción, los gemelos climáticos o de actuaciones del hombre sobre el medio, nos podría ayudar a conocer los parámetros y evitar la extinción?
Hay un proyecto enorme europeo que se llama Misión Tierra, que es crear el gemelo digital de la atmósfera a un nivel de resolución de un kilómetro cuadrado, que requiere una cantidad enorme de información de satélites, observatorios, etc. Datos que nos van a decir cómo va a afectar el clima o la interacción humana, por ejemplo, en la producción de alimentos, algo fundamental para la supervivencia de la especie. Conocer las respuestas a futuro nos dará las pautas para actuar en el presente.

¿Y la ética, nos estamos olvidando de la ética, caminamos por territorios propios de los dioses?
Todo esto se presta a mucha reflexión filosófica porque entramos en tecnologías nuevas y terrenos desconocidos. Es razonable que nos preguntemos qué pasa desde el punto de vista ético y qué consecuencias puede tener en nuestro comportamiento. Las restricciones o las condiciones de un gemelo digital en el ordenador en un hospital, tiene unos niveles de seguridad que son fundamentales y solo puede acceder quien está autorizado para ello.

Se ha llegado a hablar, incluso, de los derechos de un gemelo digital?
Sí, podríamos plantearnos qué derechos tiene el gemelo digital, determinar A medida de que el modelo es más sofisticado cada vez en más importante que sea tratado con equidad y con seguridad. Toda una serie de cosas que ya sabemos para nuestra vida real y cotidiana, hay que aplicarlas con mucho más cuidado cuando hablamos de gemelos digitales. Debemos evaluar si tiene alguno o es solo un programa informático. Es algo que a media de que se vaya normalizando tiene que ser estudiado. Cuando tengamos modelos más complejos habrá que tenerlos en cuenta. La clave es contar lo que hacemos de una forma sencilla, que la gente sepa qué estamos haciendo y sus implicaciones, para evitar bulos y desinformación.

Sí, podríamos plantearnos qué derechos tiene el gemelo digital.  A medida de que el modelo es más sofisticado cada vez en más importante que sea tratado con equidad y con seguridad.

¿Cree que la sociedad está preparada para determinar cuestiones tan complejas como esa?
La sociedad ha sido capaz de absorber en pocos años muchas cosas impensables, como los teléfonos móviles, los viajes intercontinentales, el viaje espacial. Los humanos somos capaces de adaptarnos sin problemas, lo que pasa ahora es que tenemos medios superpoderosos para difundir informaciones que pueden ser falsas… Si alguien decide por razones políticas, que no existe el cambio climático o cualquier otra cosa,  podríamos tener un problema. No es que la sociedad no sepa, pueda o quiera adaptarse, sino de que ha de ser informada de forma veraz y debemos evitar que se le desinforme. Esa es la clave para que la sociedad pueda aceptar cambios y avances tecnológicos tan importantes.

¿Piensa que el universo digital podría ser causa de extinción?
Hay tecnologías y expresiones que pueden tener un uso muy perverso. En principio los usos que uno puede imaginar no son maliciosos, pero conocemos la capacidad del hombre para usar cualquier cosa para el bien o para el mal. Son tecnologías muy poderosas…

¿Le gusta la ciencia ficción?
Me gustan algunos libros de ciencia ficción, porque lees cosas que pueden ser premonitorias, pero me gusta más otro tipo de literatura…

¿Cómo se siente al ver en pantalla un corazón creado por usted?
Como científico lo veo con orgullo. Cuando lo cuento a estudiantes o en charlas, veo la sensación de sorpresa… Desde el punto de vista personal y científico, es solo el principio.


DICHO QUEDA EN EL ÁGORA

  • Con un gemelo digital tenemos un modelo de experimentación que permite mirar al futuro
  • En biología ni siquiera conocemos todas las piezas con las que tenemos que trabajar
  • Nuestro conocimiento del cuerpo humano es muy  limitado
  • Nadie es capaz de simular todos los procesos biológicos de un ser humano de una forma medianamente realista, pero no es imposible
  • El corazón es uno de los órganos que se han logrado simular de forma digital, y que forma parte de aplicaciones clínicas actuales
  • No queremos reproducir exactamente lo que sería un clon, ya que ningún modelo va a ser exactamente igual a la realidad
  • Nuestros modelos nunca serán como la realidad, no tendrían todos los datos y detalles, solo queremos que sean buenos para generar hipótesis
  • Llegaremos a eliminar el uso de animales para experimentación
  •  Es verdad que la Inteligencia Artificial nos aportada cada vez más datos sintéticos que nos hace difícil diferenciar entre creación y realidad
  • No hay posibilidad de confundir el original con su gemelo, ya que uno está en el ordenador y el otro en la realidad.
  • En la práctica sí existe una interrelación entre el universo real y el digital, ya que en intervenciones clínicas se usa el gemelo digital para tratar a la persona real
  • Conocer las respuestas a futuro nos dará las pautas para actuar en el presente.
  • Crear un gemelo digital de un corazón humano es muy serio, pero no es un sueño
  • Puedo usar la IA para que me ayude a interpretar y a realizar el análisis de los datos. Veremos cómo evoluciona en los próximos años
  • El cerebro es la máxima complejidad a la que podríamos enfrentarnos. Aún queda mucho para poder crear un gemelo del cerebro.
  • Replicar el alma puede ser una idea, un concepto, pero no forma parte de una agenda científica
  • Hay un proyecto enorme europeo que se llama Misión Tierra, que es crear el gemelo digital de la atmósfera a un nivel de resolución de un kilómetro cuadrado, que nos ayudaría a entender mejor el cambio climático
  • A medida de que el modelo es más sofisticado cada vez en más importante que sea tratado con equidad y con seguridad. Cuestiones que aplicamos a nuestra vida diaria hay que aplicarlas con mucho más cuidado cuando hablamos de gemelos digitales.
  • La clave es contar lo que hacemos de una forma sencilla, que la gente sepa qué estamos haciendo y sus implicaciones, para evitar bulos y desinformación.
  • A medida de que el modelo digital es más sofisticado, cada vez en más importante que sea tratado con equidad y con seguridad, incluso habrá que estudiar sus derechos
  • El uso de la tecnología de los gemelos digitales no es malicioso, pero conocemos la capacidad del hombre para usar cualquier cosa para el bien o para el mal.


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Entrevista a Ángel Ibarra, Físico.
Es Doctor en Física por la Universidad Autónoma de Madrid, dirige el Consorcio IFMIF-DONES España, que dentro del Programa Europeo de Fusión, tiene como misión poner en marcha un acelerador de partículas, —que ha empezado a construirse en Granada—, para comprobar el comportamiento de materiales que los científicos consideran que podrán formar parte de los futuros reactores de fusión.