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Un componente eléctrico de memoria llamado «memristor» (memoria + resistor) está atrayendo la atención hacia las computadoras de próxima generación. Si bien esta tecnología tiene la excelente propiedad de almacenar estados eléctricos, su producción requiere minerales raros y fábricas de semiconductores a gran escala.
En los últimos años los bioprocesadores denominados “organoides cerebrales”, que utilizan células cerebrales cultivadas, han ganado popularidad; sin embargo, requieren un mantenimiento y una gestión complejos en biorreactores. Ahora, un equipo de investigación estadounidense ha demostrado que el micelio de los hongos puede funcionar como un memristor.
El micelio es un conjunto de hongos con una estructura filamentosa y radicular que crece sobre madera muerta y otras superficies, bajo ciertas condiciones. En los últimos años, se ha investigado activamente su potencial como nueva fuente de materiales, incluyendo fibras biopoliméricas funcionales biodegradables.
“Si pudiéramos desarrollar un microchip que imitara la actividad neuronal real, podríamos reducir drásticamente la cantidad de energía consumida cuando la máquina no está en uso”, explica el director del estudio, John LaRocco, de la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Ohio. “Esto podría tener importantes ventajas tecnológicas y económicas”.
Ecológico y de bajo costo
LaRocco y su equipo cultivaron micelio de shiitake y otros hongos en placas de Petri estándar y lo almacenaron secándolo al sol una vez que alcanzó su pleno desarrollo. Este proceso transforma el micelio en estructuras rígidas con forma de disco. Cuando se van a utilizar, se pueden rehidratar rociándolos con agua para restaurar sus propiedades eléctricas.
Los investigadores conectaron electrodos a las muestras preparadas y midieron la respuesta al hacer pasar corrientes de diferentes voltajes y frecuencias. Dado que las distintas partes del micelio presentan propiedades eléctricas diferentes, buscaron las condiciones óptimas variando los puntos de conexión.
Fotografía: John LaRocco
Tras aproximadamente dos meses de experimentos, se descubrió que el memristor basado en shiitake era capaz de cambiar de estado eléctrico hasta 5,850 veces por segundo con una precisión cercana al 90%. En particular, al aplicar una onda sinusoidal de 10 Hz a 1 V, apareció una curva en forma de ocho (conocida como ‘bucle de histéresis estrecho’), característica de un memristor ideal.
Esto demuestra claramente que el micelio recuerda el flujo eléctrico. Los investigadores afirman que, si bien el rendimiento disminuyó a frecuencias más altas, la conexión de múltiples muestras restableció la estabilidad, un fenómeno que, según ellos, se asemeja mucho al efecto de red de las conexiones neuronales en el cerebro humano.
La principal ventaja de los memristores basados en micelio es su sostenibilidad. Los semiconductores convencionales requieren óxidos de metales de transición raros o estructuras basadas en silicio para su fabricación, y su eliminación supone una importante carga ambiental.
