De mapas cerebrales a puentes vivos: las innovaciones que transformarán nuestras vidas en 2025

Energía solar proveniente del espacio, mapas genéticos del cerebro o puentes vivos capaces de autorrepararse: el panorama de la investigación augura un año prometedor en 2025. Además, puede que presenciemos avances que transformen nuestras ciudades en entornos más verdes y limpios.

Quienes piensen que la investigación no es un área apasionante podrían llevarse más de una sorpresa. En 2025 podríamos ser testigos de la decodificación genética del cerebro humano, de la captación de energía solar en el espacio e incluso cruzar puentes construidos con hongos controlados electrónicamente.

Descifrando la genética del cerebro con la ayuda de la IA

Los mapas detallados del cerebro humano, desarrollados por el proyecto financiado por la UE Human Brain, están listos para vivir su momento decisivo y deberían comenzar a revelar todo su potencial en 2025.

Según Katrin Amunts, profesora y neurocientífica alemana en la Universidad de Düsseldorf y el instituto de investigación alemán Forschungszentrum Jülich, estos mapas serán una herramienta clave para la comunidad científica y médica en la búsqueda de nuevos tratamientos para pacientes con enfermedades cerebrales. Amunts lideró un estudio sin precedentes de 10 años de duración sobre el cerebro humano, que dio lugar al primer atlas del cerebro humano con los mapas más detallados jamás creados sobre las áreas cerebrales y su arquitectura celular, sentando las bases para nuevos avances que permitirán aprovechar todo su potencial.

Amunts explica: “La IA nos es de gran ayuda para estudiar el cerebro. Es un órgano que alberga 86 000 millones de células nerviosas, y cada una de ellas puede establecer hasta 10 000 conexiones con otras células, por lo que es una red increíblemente compleja. Nuestros mejores ordenadores a día de hoy tienen grandes dificultades para hacer frente a dinámicas de tal complejidad”.

En 2025, según la experta, contaremos con una capacidad computacional extraordinaria cuando se ponga en marcha en Jülich una de las mayores herramientas de IA: JUPITER. Mediante la combinación de datos e IA, explica, podremos ejecutar escenarios virtuales especializados sobre los efectos de diversas terapias en el cerebro.

“Quiero que los atlas del cerebro que desarrollamos beneficien a más pacientes. Me gustaría que se convirtieran en una herramienta útil para guiar el diagnóstico y la cirugía, como en la localización de un tumor, por ejemplo”, dice Amunts, y prosigue: “En Francia, algunos de nuestros compañeros acaban de finalizar el primer estudio clínico sobre cirugía en casos de epilepsia”. Han utilizado el atlas para identificar las áreas del cerebro donde los cirujanos pueden extirpar el tejido de los pacientes. El objetivo de los cirujanos es extirpar la mayor cantidad de tejido posible para garantizar que el paciente no sufra más ataques epilépticos, pero, al mismo tiempo, extraer la menor cantidad posible para evitar daños innecesarios. Estamos a la espera de los resultados.

La científica prosigue explicando que uno de los grandes avances que le gustaría presenciar “es el entendimiento del funcionamiento del cerebro a nivel celular. Conocemos muchos tipos de células, sus perfiles moleculares y sus genes, pero no todas y cada una de las 86 000 millones de células nerviosas. A veces, los árboles no dejan ver el bosque. Espero que en 2025 logremos reducir algunas lagunas en nuestro entendimiento sobre la relación entre las células cerebrales, sus genes y las enfermedades, abarcando diversas escalas, desde células individuales hasta las redes y, eventualmente, todo el cerebro”.

El espacio le echa una mano a la energía solar

Effie Makri, ingeniera electrónica y vicepresidenta de Investigación e Innovación en la empresa tecnológica griega Future Intelligence, sostiene que la combinación de datos satelitales con IA está abriendo nuevas y sorprendentes oportunidades, donde “el cielo es el límite”.

Makri lidera el proyecto financiado por la UE RESPONDENT, que combina el poder de la IA, las observaciones satelitales y las miniestaciones meteorológicas para optimizar las predicciones sobre la energía que se inyecta en la red desde un parque de energía solar. Según Makri, en 2025 veremos un mayor uso de los datos satelitales, incluso en ámbitos inesperados de nuestras vidas.

“Los programas de satélites Galileo y Copérnico son extraordinarios y Europa debería estar muy orgullosa de estas tecnologías”, dice Makri . Son muchos los ámbitos en los que se utilizarán los datos satelitales en el futuro: desde la agricultura y la energía, hasta el sector bancario y el ocio. “También queremos adaptar nuestra propia solución tecnológica al sector de la energía eólica. Los datos satelitales también pueden emplearse para determinar el lugar más adecuado en el que instalar un parque de energía solar fotovoltaica”, prosigue.

Según explica el científico, una mayor cantidad de datos recopilados en tiempo real se integrarán con datos históricos para mejorar la capacitación de los modelos de IA. Esto permitirá procesar más rápidamente las imágenes de los satélites y, por ejemplo, hacer un mejor seguimiento del cambio climático. “Nos permitirá monitorear mejor los glaciares y la deforestación, así como optimizar nuestras predicciones sobre la propagación de los incendios forestales. Verdaderamente, el límite es el cielo”, añade.

“Otro de los avances potenciales que creo que podremos ver es la obtención de energía desde el espacio”, dice Makri. Es decir, captar energía solar en el espacio y transmitirla de forma inalámbrica a la Tierra [mediante microondas o láser]. “Probablemente, este campo de la energía se volverá cada vez más interesante. No obstante, quiero que la IA se utilice para alcanzar objetivos positivos”, advierte. “Existen muchos sentimientos encontrados con respecto a la IA. Me entusiasman las innovaciones que aportan beneficios a la sociedad, pero no quiero ser cómplice de una tecnología que se utilice para causar daño. La Comisión Europea ha realizado una labor fantástica al tener en cuenta estos aspectos y elaborar normativas al respecto”, concluye Makri.

Materiales estructurales vivos capaces de autorrepararse

“Contamos con recursos limitados y debemos ser conscientes del impacto que generamos en el clima”, afirma Kunal Masania, ingeniero de la Universidad Tecnológica de Delft, Países Bajos, y miembro del proyecto financiado por la UE AM-IMATE.

Masania crea materiales compuestos a partir de hongos que podrían utilizarse en el futuro para fabricar muebles, piezas de aviones e incluso en grandes proyectos de construcción, como puentes. Los hongos son un recurso renovable y algunas especies pueden crecer utilizando residuos de la agricultura o la ingeniería de montes.

“Hemos creado compuestos a base de serrín y trozos de madera, que se unen mediante hongos. Los ingenieros ya utilizan fibras reforzadas por una matriz, que es la misma forma en que se fortalecen los árboles. Sin embargo, lo que no habíamos explorado hasta ahora son las interesantes posibilidades que ofrece el hecho de que el material esté vivo. Estoy fabricando piezas similares a las de Lego, formadas por células de hongos, que un robot va encajando para construir un pequeño puente. Otros miembros de la comunidad científica también se han sumado al objetivo de hacer que las estructuras y materiales vivos sean una realidad”, explica el científico.

Masania explica que su equipo tiene previsto colocar electrodos en este material para poder capturar las señales de tensión mecánica de los hongos. “También queremos enviar señales de respuesta a los hongos para que reparen daños o refuercen determinadas zonas, algo que pueden hacer las hifas [filamentos] de los hongos. Hace poco, un grupo de investigación en EE UU desarrolló mediante hongos un robot blando que camina, cuyo movimiento lo controlan los propios hongos. Así pues, es un campo verdaderamente apasionante en el que espero ver muchas innovaciones en 2025″, añade.

Una de las ventajas de las estructuras hechas de organismos vivos es que los materiales pueden detectar, informar y adaptarse a las tensiones, reforzando únicamente las áreas donde se necesita material. “¡Imagínese una bicicleta o un puente que pueda repararse por sí mismo!”, concluye el experto.

Un futuro mejor para las abejas y la naturaleza en Europa

Las abejas melíferas son las visitantes más frecuentes de las flores en los hábitats naturales de todo el mundo y polinizan alrededor de la mitad de los cultivos. Sin embargo, su situación no es precisamente positiva, tal y como afirma Dirk de Graaf, biólogo y profesor en la Universidad de Gante, Bélgica. “La polinización de cultivos y flores silvestres por parte de las abejas melíferas es, con diferencia, mucho más valiosa que toda la miel que producen. Sin embargo, cada año se pierde, en promedio, un tercio de sus colonias en Europa. Eso significa que, en el caso de algunos apicultores, todas sus abejas mueren”, explica.

A pesar de ello, con el apoyo de la tecnología y un retorno a la naturaleza, la situación de las abejas melíferas europeas mejorará a partir de 2025. De Graaf lidera el proyecto financiado por la UE B-GOOD, que investiga a las abejas y tiene como objetivo restablecer su equilibrio con la naturaleza.

“La gran mayoría de las abejas melíferas que tenemos en Bélgica y el norte de Europa fueron importadas, por lo que la especie no está adaptada a nuestro clima”, explica De Graaf, y añade: “En su lugar, nuestra apicultura se centró por completo en las abejas que eran buenas para la producción de miel y en aquellas que eran tranquilas. En el futuro, será necesario seleccionar abejas que puedan resistir mejor a parásitos como el ácaro Varroa, en lugar de recurrir a productos químicos para eliminarlos”.

El objetivo para los próximos, dice, debería centrarse en una menor intervención en las colmenas. “Podemos lograrlo mediante tecnologías desarrolladas en Europa, como el uso de sensores instalados en las colmenas para hacer un seguimiento de la actividad y la temperatura a distancia. Según un estudio reciente, alrededor del 21 % de los apicultores de 18 países europeos ya han automatizado la recogida de datos”, añade.

Para el experto, el verdadero valor añadido se logrará cuando desarrollemos algoritmos más inteligentes que interpreten los datos y envíen alertas al apicultor, de modo que pase menos tiempo trabajando con las abejas y, aun así, estas se mantengan más sanas.

“Creo que la adopción de estas tecnologías seguirá aumentando, especialmente entre los apicultores más jóvenes, acostumbrados a utilizar sus smartphones. Se sentirán cómodos controlando sus abejas a distancia y dejándolas vivir tranquilamente en su espacio”, concluye De Graaf.

Ciudades más verdes y limpias para todos

Según Annemie Wyckmans, arquitecta y doctora de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología de Trondheim, las ciudades del futuro serán más ecológicas, generarán menos emisiones de carbono y serán estéticamente más atractivas. Como líder del proyecto financiado por la UE CRAFT, reúne a grupos artísticos y culturales para promover un cambio sostenible en las ciudades. Estas transformaciones estarán principalmente impulsadas por las comunidades locales.

“Actualmente, estamos experimentando muchos cambios a nivel político y los medios de comunicación tienden a centrarse demasiado en todo lo negativo. Estamos atravesando una crisis energética, una crisis alimentaria y una crisis sanitaria, lo que puede resultar desesperanzador. No obstante, muchas personas han encontrado esperanza en la posibilidad de actuar a nivel local y generar un cambio tangible en sus propias comunidades, barrios y ciudades”, explica Wyckmans.

Por ejemplo, cuenta, “visitamos muchos huertos urbanos en ciudades como Zagreb y Sarajevo. Desconocía estos proyectos, pero representan una verdadera fortaleza para la región, ya que permiten a la ciudadanía cultivar sus propias frutas y verduras. Esto es realmente importante, ya que muchas personas no cuentan con los recursos suficientes para adquirir alimentos saludables, locales y sostenibles, pues en algunos lugares estos productos son más caros que la comida rápida y, además, difíciles de encontrar”, añade. Sin embargo, es fácil ofrecer a las personas acceso a un pedazo de tierra donde puedan cultivar sus propios alimentos, lo que les permite conectarse con otras personas que hacen lo mismo y colaborar entre sí, explica.

“Cambios positivos como estos no suelen aparecer en las noticias. No son muy costosos, no dependen de grandes decisiones políticas y suelen pasar desapercibidos. Espero que en 2025, estos movimientos se transformen en proyectos tan poderosos que sea imposible ignorarlos, capaces de impactar a un gran número de personas e irrumpir de manera significativa en la sociedad, captando la atención de políticos, inversores y otros actores”, dice Wyckmans.

El equipo CRAFT se inspira en una iniciativa de la UE para llevar el Pacto Verde Europeo a los entornos donde vive la gente. El proyecto, denominado New European Bauhaus (NEB), tiene como objetivo que la vida cotidiana y los espacios en los que habitan las personas se inspiren en el arte y la cultura, estén en armonía con la naturaleza y fomenten la interacción social.

Junto con CRAFT, iniciativas como Re-Value, Bauhaus Bites y NEB-STAR también están trabajando para alcanzar los mismos objetivos. Más de 100 ciudades y comunidades en Europa están participando en estos proyectos.

Al igual que el movimiento Bauhaus en Alemania hace un siglo, el proyecto NEB busca fusionar el diseño urbano, la ciencia, la tecnología, el arte y el espíritu comunitario para abordar desafíos sociales clave. El arte en sí mismo puede ser una fuerza impulsora, ya que está muy presente en las ciudades y tiene el poder de galvanizar a las personas.

Artículo publicado originalmente en Horizon, la revista de investigación e innovación de la Unión Europea.