El milagro de los algoritmos

El milagro de los algoritmos

Acordándome de mis clases de probabilidad de la universidad y apoyado en esas premisas, entiendo que somos el resultado de una serie de permutaciones y combinaciones de células, genes y proteínas. El resultado: somos cada uno de nosotros, seres únicos e irrepetibles.  

Como cultor del ajedrez, recuerdo que, en 1997, un supercomputador llamado Deep Blue derrotó por primera vez al admirado Gary Kasparov, en esa época campeón mundial. Fue un momento cumbre en la historia de la llamada ‘inteligencia artificial’. Veinte años después, otro programa, llamado AlphaZero, marcaría un hito aún más sorprendente. En 24 horas, sin ningún conocimiento especial, sabiendo apenas las reglas elementales del juego del ajedrez, el referido programa aprendió a jugar mejor que cualquier jugador humano. Empleó para tal fin una técnica llamada machine learning (aprendizaje automático), en la que la máquina juega millones de partidas contra sí misma y mejora rápidamente a punta de ensayo y error.

Algo así tuve la fortuna de implementar en la Refinería de Cartagena en una planta de proceso instalando instrumentos e implementando un software que aprendía de los datos obtenidos mejorando a cada momento el funcionamiento de la planta.

Con el programa AlphaZero se dijo entonces que al menos en el juego del ajedrez, la humanidad había sido derrotada para siempre. Creo que fue más lo que ganamos que lo que perdimos. Para entenderlo, vamos a hablar de proteínas.  Las proteínas son una de las moléculas esenciales de las que están hechos los seres vivos. Son como las piezas de Lego de las que estamos armados. Solo que, a diferencia de los ladrillitos de Lego, que tienen sencillas formas cuboides, hay cientos de millones de proteínas distintas y cada una de ellas tiene una estructura tridimensional única y tremendamente complicada.

Las proteínas están hechas de aminoácidos. Los aminoácidos determinan la forma de la proteína, y la forma de la proteína determina su función en el organismo: si hace parte, por ejemplo, del tejido nervioso, de una fibra muscular o de nuestro sistema neuronal. El secreto de cómo adquieren su forma las proteínas, cómo se doblan y retuercen en el espacio hasta tomar su aspecto característico, es uno de los acertijos fundamentales de la biología. O, tal vez, lo era.

Existe un concurso, el Casp (Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction), que se celebra desde hace 25 años para estimular la investigación sobre estas estructuras proteínicas y lo acaba de ganar un programa llamado AlphaFold, de la firma DeepMind, la misma creadora de AlphaZero, la del programa de ajedrez.

Como en el ajedrez, el programa empleó técnicas de inteligencia artificial para ‘aprender’ cómo interactúan entre ellos los aminoácidos y predecir así la forma de una proteína a partir de sus aminoácidos constituyentes. AlphaFold alcanzó una precisión de más del 90 % en sus predicciones. Como dijo uno de los jurados del concurso, “esto lo cambia todo”. La técnica promete revolucionar el estudio de enfermedades y el desarrollo de nuevos tratamientos. A propósito, ya se está usando en la investigación para las vacunas del COVID-19.

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