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Bacterias dibujantes

Gracias a la ingeniería genética, la bacteria E. coli es capaz de autoorganizarse para reproducir imágenes sobre una superficie, como si se tratase de un revelado fotográfico.
La biología sintética es una de las ramas de la ciencia que más ha avanzado estos últimos años. Desde hace un tiempo, gracias a la ingeniería genética, la bacteria E. coli es capaz de autoorganizarse para reproducir imágenes sobre una superficie, como si se tratase de un revelado fotográfico. Y ahora también pueden realizar una de las tareas más pesadas para cualquier PC: transformar un mapa de bits en vectores...

Al principio, a las bacterias se les inyectó un gen que responde a la luz: cuando detecta que hay oscuridad, produce un pigmento negro; en cambio, si hay luz, permanece transparente. Cada bacteria representa un pixel, pudiendo de esta manera grabar cualquier imagen que se les proyecte (en blanco y negro, por ahora).

mapa de bitsvectores
El reciente avance fue programar a las bacterias para que sean capaces de reconocer los contornos de la , creando una imagen "vectorizada", similar a la segunda de estas dos que se ven a la derecha.

En informática, este sistema es muy útil para reconocer rostros, ya que da más importancia a los contornos y simplifica las texturas y los detalles de la iluminación. Hace que sea más fácil, por ejemplo, comparar dos retratos para saber si se trata de la misma persona, permitiendo al software concentrarse en las líneas clave del rostro.

Para lograr que las bacterias simplifiquen la imagen que se les muestra y tracen sus contornos, los científicos agregaron otros genes llamados "vectores virales". Éstos hacen que cada bacteria negra segregue un químico que avisa a las bacterias aledañas para que también se tornen negras, aunque estén a la luz. De esta manera, sólo las bacterias cercanas a las zonas oscuras serán visibles; superando cierta distancia, serán invisibles, y así se logra endurecer los bordes de cada figura.

En otras palabras: aunque todas las bacterias son sensibles a la luz, sólo las que están en la oscuridad pueden emitir la señal química para contagiar a sus vecinas, y sólo las bacterias iluminadas pueden recibir la señal, pero no emitirla. De esta manera, se autoorganizan alrededor de la luz.

mapa de bitsvectores
Como se ve en esta otra vectorización, que es un autorretrato de la bacteria E. coli, el resultado es digno de una computadora biológica, que, además, tiene una gran ventaja sobre una electrónica...

Una PC normal, para realizar esta vectorización, debe analizar un pixel a la vez, compararlo con los ocho que lo rodean, pasar al siguiente y así hasta completar toda la imagen. O sea que tardará más cuanto más grande sea la imagen. Se llama a esto computación serial.

Estas bacterias, en contraste, realizan un procesamiento paralelo: cada una se compara con sus vecinas al mismo tiempo, realizando millones de cálculos simultáneos, por lo que el tamaño de la imagen es irrelevante.

Por supuesto, los procesos químicos que hacen oscurecer a las bacterias toman su tiempo, no son instantáneos ni mucho menos, pero es un enorme avance si tenemos en cuenta que en menos de un año vimos nacer la primera computadora biológica, a penas capaz de sumar y restar pequeños números, y que ahora ya pueden escanear y transformar una imagen en vectores.

El siguiente paso en que trabajan los ingenieros biológicos es crear bacterias que se tornen rojas, verdes y azules, con lo cual será posible recrear imágenes a todo color.

Escherichia ColiLas posibilidades a largo plazo son innumerables. Quizá en algún tiempo veamos resurgir las fotos Polaroid con una tecnología completamente distinta, o incluso lleguemos a tener televisores con pantallas bacteriológicas.

O quizá la computación biológica de imágenes nunca sea tan potente como para dominar el mercado, pero seguramente podrá utilizarse en otras áreas (en criminalística, por ejemplo, para extraer huellas digitales con un simple spray de bacterias). Lo importante es que pueden diseñarse para satisfacer cualquier necesidad, reaccionando a la luz, el sonido, la composición química, la presión atmosférica o lo que sea. Es cuestión de tiempo y experimentos...

O tal vez algún día encuentren el gen que me hace escribir estas cosas, y me reemplace un puñado de microbios.