Neurobot og det neste steget i selvorganiserende biologi.

Ved hjelp av froskeceller har forskere laget nevroboter, som avslører hvordan nervesystemet selvorganiserer og påvirker levende organismers oppførsel.

Den fargede nevrobotmodellen viser cilierte celler rundt omkretsen og nervefibre i midten. (Kilde: Advanced Science)

Ny forskning publisert i det tyske tidsskriftet Advanced Science viser at forskere tar et nytt skritt i å forstå hvordan biologi skaper funksjonelle levende strukturer. Fokuset i forskningen er nevroboter, mikroskopiske bioroboter laget av froskeceller og som inneholder nevroner. Disse er utviklet fra xenoboter, en tidligere versjon av bioroboter som manglet nevrale komponenter.

I 2020 skapte forskere ved Tufts University (USA) derfor xenoboter ved hjelp av froskeceller. Dette er mikroskopiske levende strukturer som kan bevege seg i vann, reparere seg selv og til og med sette sammen individuelle celler for å danne nye xenoboter. Byggende på dette grunnlaget fortsatte forskerteamet ved Tufts University og Wyss Institute (USA) å eksperimentere med å introdusere nevroner i disse strukturene for å se hva som ville skje. Den nye versjonen kalles en nevrobot.

Forskerteamet sa at dette er en del av en større innsats for å forstå hvordan grupper av celler kan organisere seg selv i komplekse strukturer under ugunstige forhold. Innsikten som oppnås kan være nyttig innen syntetisk biologi og regenerativ medisin.

For å lage xenobotene brukte forskere celler tatt fra de tidlige embryoene til den afrikanske klofrosken *Xenopus laevis*. Da hudforløpercellene ble separert og plassert i en kulturskål, samlet de seg spontant til små, runde, hårete strukturer som kunne svømme i vann. Disse strukturene er fullstendig biologisk avledet, krever ingen stillas eller genetisk modifisering, kan selvhelbrede og kan overleve i omtrent 9 til 10 dager takket være næringsstoffene som er lagret i de opprinnelige embryonale cellene.

Med nevroboter implanterte forskerteamet klynger av nevrale stamceller i sentrum av biobotene mens de ble dannet. Disse cellene modnet deretter og utviklet aksoner og dendritter. Mikroskopisk observasjon viste at nevrobotene hadde dannet nøkkelfunksjoner i et naturlig nervesystem. Forskerne bekreftet også at disse cellene kunne fungere innenfor enkle nevrale nettverk.

Sammenlignet med bioboter uten nevroner er nevroboter vanligvis større og mer avlange, og viser mer komplekse bevegelsesmønstre. Når de utsettes for et stoff som påvirker hjerneaktiviteten, endrer nevroboter også bevegelsene sine annerledes enn typiske bioboter. Dette antyder at det nydannede nevrale nettverket ikke bare eksisterer strukturelt, men også direkte deltar i å forme atferd.

Et annet bemerkelsesverdig funn var den uventede genaktiviteten i nevroboten, inkludert gener relatert til visuell prosessering og lysfølsomme celler. Ut fra dette reiser forskere muligheten for at nevroboter senere kan reagere på lys. Selv om den fortsatt er i en tidlig fase, utforsker denne forskningen gradvis hvordan levende celler kan organisere seg i funksjonelle strukturer, noe som åpner for nye veier innen bioteknologi.

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