Neurobot și următorul pas în biologia autoorganizată.

Folosind celule de broască, oamenii de știință au creat neuroboți, dezvăluind modul în care sistemul nervos se autoorganizează și influențează comportamentul organismelor vii.

Modelul neurobot colorat prezintă celule ciliate în jurul perimetrului și fibre nervoase în centru. (Sursa: Advanced Science)

O nouă cercetare publicată în revista germană Advanced Science arată că oamenii de știință fac un nou pas în înțelegerea modului în care biologia creează structuri vii funcționale. Cercetarea se concentrează pe neuroboți, bio-roboți microscopici realizați din celule de broască și care încorporează neuroni. Aceștia sunt dezvoltați din xenoboți, o versiune anterioară de bio-roboți cărora le lipseau componentele neuronale.

Prin urmare, în 2020, cercetătorii de la Universitatea Tufts (SUA) au creat xenoboți folosind celule de broască. Acestea sunt structuri vii microscopice care se pot mișca în apă, se pot autorepara și chiar pot asambla celule individuale pentru a forma noi xenoboți. Pornind de la această bază, echipa de cercetare de la Universitatea Tufts și de la Institutul Wyss (SUA) a continuat să experimenteze introducerea neuronilor în aceste structuri pentru a vedea ce se va întâmpla. Noua versiune se numește neurobot.

Echipa de cercetare a declarat că aceasta face parte dintr-un efort mai amplu de a înțelege cum grupurile de celule se pot autoorganiza în structuri complexe în condiții nefavorabile. Informațiile obținute ar putea fi utile în biologia sintetică și medicina regenerativă.

Pentru a crea xenoboții, oamenii de știință au folosit celule prelevate din embrionii timpurii ai broaștei africane Xenopus laevis. Când celulele precursoare ale pielii au fost separate și plasate într-un vas de cultură, acestea s-au asamblat spontan în structuri mici, rotunde, păroase, care puteau înota în apă. Aceste structuri sunt în întregime derivate din substanțe biologice, nu necesită schele sau modificări genetice, se pot autovindeca și pot supraviețui aproximativ 9 până la 10 zile datorită nutrienților stocați în celulele embrionare originale.

Cu ajutorul neuroboților, echipa de cercetare a implantat grupuri de celule progenitoare neuronale în centrul bioboților pe măsură ce se formau. Aceste celule s-au maturizat apoi, dezvoltând axoni și dendrite. Observațiile microscopice au relevat că neuroboții au format caracteristici cheie ale unui sistem nervos natural. Cercetătorii au confirmat, de asemenea, că aceste celule ar putea funcționa în cadrul unor rețele neuronale simple.

Comparativ cu bioboții fără neuroni, neuroboții sunt de obicei mai mari și mai alungiți, prezentând tipare de mișcare mai complexe. Atunci când sunt expuși la un medicament care afectează activitatea cerebrală, neuroboții își modifică, de asemenea, mișcările diferit față de bioboții tipici. Acest lucru sugerează că rețeaua neuronală nou formată nu există doar structural, ci participă și direct la modelarea comportamentului.

O altă descoperire demnă de remarcat a fost activitatea genetică neașteptată din cadrul neurobotului, inclusiv gene legate de procesarea vizuală și celulele sensibile la lumină. Pornind de la aceasta, oamenii de știință ridică posibilitatea ca neuroboții să poată reacționa ulterior la lumină. Deși se află încă în stadii incipiente, această cercetare explorează treptat modul în care celulele vii se pot organiza în structuri funcționale, deschizând noi căi în biotehnologie.

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