Neurobot och nästa steg inom självorganiserande biologi.

Med hjälp av grodceller har forskare skapat neurobotar som avslöjar hur nervsystemet självorganiserar och påverkar levande organismers beteende.

Den färgade neurobotmodellen visar cilierade celler runt omkretsen och nervfibrer i mitten. (Källa: Advanced Science)

Ny forskning publicerad i den tyska tidskriften Advanced Science visar att forskare tar ytterligare ett steg i förståelsen av hur biologi skapar funktionella levande strukturer. Forskningens fokus ligger på neurobotar, mikroskopiska biorobotar gjorda av grodceller och med neuroner som innehåller neuroner. Dessa är utvecklade från xenobotar, en tidigare version av biorobotar som saknade neurala komponenter.

Följaktligen skapade forskare vid Tufts University (USA) år 2020 xenobotar med hjälp av grodceller. Dessa är mikroskopiska levande strukturer som kan röra sig i vatten, reparera sig själva och till och med sätta ihop enskilda celler för att bilda nya xenobotar. Med utgångspunkt i den grunden fortsatte forskargruppen vid Tufts University och Wyss Institute (USA) att experimentera med att introducera neuroner i dessa strukturer för att se vad som skulle hända. Den nya versionen kallas en neurobot.

Forskargruppen sa att detta är en del av ett större arbete för att förstå hur grupper av celler kan själva organisera sig till komplexa strukturer under ogynnsamma förhållanden. Insikterna som erhålls kan vara användbara inom syntetisk biologi och regenerativ medicin.

För att skapa xenobotarna använde forskare celler tagna från de tidiga embryona från den afrikanska klogrodan *Xenopus laevis*. När hudföregångarcellerna separerades och placerades i en odlingsskål, samlades de spontant till små, runda, håriga strukturer som kunde simma i vatten. Dessa strukturer är helt biologiskt härledda, kräver ingen struktur eller genetisk modifiering, kan självläka och kan överleva i cirka 9 till 10 dagar tack vare de näringsämnen som lagras i de ursprungliga embryonala cellerna.

Med hjälp av neurobotar implanterade forskargruppen kluster av neurala progenitorceller i mitten av biobotarna allt eftersom de bildades. Dessa celler mognade sedan och utvecklade axoner och dendriter. Mikroskopiska observationer visade att neurobotarna hade bildat nyckelfunktioner i ett naturligt nervsystem. Forskarna bekräftade också att dessa celler kunde fungera inom enkla neurala nätverk.

Jämfört med biobotar utan neuroner är neurobotar vanligtvis större och mer avlånga och uppvisar mer komplexa rörelsemönster. När de utsätts för ett läkemedel som påverkar hjärnaktiviteten ändrar neurobotar också sina rörelser annorlunda än typiska biobotar. Detta tyder på att det nybildade neurala nätverket inte bara existerar strukturellt utan också direkt deltar i att forma beteende.

Ett annat anmärkningsvärt fynd var den oväntade genaktiviteten inom neuroboten, inklusive gener relaterade till visuell bearbetning och ljuskänsliga celler. Utifrån detta lyfter forskare fram möjligheten att neurobotar senare skulle kunna reagera på ljus. Även om den fortfarande är i ett tidigt skede utforskar denna forskning gradvis hur levande celler kan organisera sig i funktionella strukturer, vilket öppnar upp nya vägar inom biotekniken.

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