Neurobot et la prochaine étape de la biologie auto-organisée.

En utilisant des cellules de grenouille, des scientifiques ont créé des neurobots, révélant comment le système nerveux s'auto-organise et influence le comportement des organismes vivants.

Le modèle de neurobot coloré montre des cellules ciliées en périphérie et des fibres nerveuses au centre. (Source : Advanced Science)

De nouvelles recherches publiées dans la revue allemande Advanced Science montrent que les scientifiques progressent dans la compréhension des mécanismes de création des structures vivantes fonctionnelles. Ces recherches portent sur les neurobots, des biorobots microscopiques composés de cellules de grenouille et intégrant des neurones. Ces derniers sont une évolution des xénobots, une version antérieure de biorobots dépourvue de composants neuronaux.

En 2020, des chercheurs de l'université Tufts (États-Unis) ont créé des xénobots à partir de cellules de grenouille. Ces structures vivantes microscopiques sont capables de se déplacer dans l'eau, de s'auto-réparer et même d'assembler des cellules individuelles pour former de nouveaux xénobots. S'appuyant sur ces travaux, l'équipe de recherche de l'université Tufts et de l'institut Wyss (États-Unis) a poursuivi ses expériences en introduisant des neurones dans ces structures afin d'observer les résultats. Cette nouvelle version est appelée neurobot.

L'équipe de recherche a indiqué que ces travaux s'inscrivent dans un effort plus vaste visant à comprendre comment des groupes de cellules peuvent s'auto-organiser en structures complexes dans des conditions défavorables. Les connaissances acquises pourraient s'avérer utiles en biologie synthétique et en médecine régénérative.

Pour créer les xénobots, les scientifiques ont utilisé des cellules prélevées sur les embryons précoces de la grenouille à griffes africaine Xenopus laevis. Une fois isolées et placées dans une boîte de culture, les cellules précurseurs de la peau se sont auto-assemblées spontanément en petites structures rondes et poilues, capables de nager. Ces structures, entièrement bio-dérivées, ne nécessitent ni support ni modification génétique, possèdent une capacité d'auto-réparation et peuvent survivre pendant 9 à 10 jours grâce aux nutriments stockés dans les cellules embryonnaires d'origine.

Grâce aux neurobots, l'équipe de recherche a implanté des amas de cellules progénitrices neurales au centre des biobots en formation. Ces cellules ont ensuite mature, développant axones et dendrites. L'observation microscopique a révélé que les neurobots avaient formé des structures essentielles d'un système nerveux naturel. Les chercheurs ont également confirmé que ces cellules pouvaient fonctionner au sein de réseaux neuronaux simples.

Comparés aux biorobots dépourvus de neurones, les neurorobots sont généralement plus grands et plus allongés, et présentent des schémas moteurs plus complexes. Exposés à une substance agissant sur l'activité cérébrale, les neurorobots modifient également leurs mouvements différemment des biorobots classiques. Ceci suggère que le réseau neuronal nouvellement formé n'est pas seulement présent structurellement, mais participe aussi directement à la modulation du comportement.

Une autre découverte remarquable a été l'activité génique inattendue au sein du neurobot, notamment des gènes liés au traitement visuel et aux cellules photosensibles. De ce fait, les scientifiques envisagent la possibilité que les neurobots puissent ultérieurement réagir à la lumière. Bien qu'encore à ses débuts, cette recherche explore progressivement comment les cellules vivantes peuvent s'organiser en structures fonctionnelles, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en biotechnologie.

Source : https://baoquocte.vn/neurobot-va-buoc-tien-moi-cua-sinh-hoc-tu-to-chuc-385273.html