Nörobot ve kendi kendini organize eden biyolojideki bir sonraki adım.

Bilim insanları kurbağa hücrelerini kullanarak nörobotlar yarattılar ve sinir sisteminin nasıl kendi kendini organize ettiğini ve canlı organizmaların davranışlarını nasıl etkilediğini ortaya koydular.

Boyanmış nörobot modelinde, çevresinde kirpikli hücreler ve merkezinde sinir lifleri görülmektedir. (Kaynak: Advanced Science)

Alman dergisi Advanced Science'da yayınlanan yeni bir araştırma, bilim insanlarının biyolojinin işlevsel canlı yapılar oluşturma biçimini anlamada bir adım daha ilerlediğini gösteriyor. Araştırmanın odak noktası, kurbağa hücrelerinden yapılan ve nöronları içeren mikroskobik biyolojik robotlar olan nörobotlardır. Bunlar, sinirsel bileşenlerden yoksun olan biyolojik robotların önceki bir versiyonu olan ksenobotlardan geliştirilmiştir.

Buna göre, 2020 yılında Tufts Üniversitesi'ndeki (ABD) araştırmacılar kurbağa hücrelerini kullanarak ksenobotlar ürettiler. Bunlar, suda hareket edebilen, kendini onarabilen ve hatta yeni ksenobotlar oluşturmak için tek tek hücreleri bir araya getirebilen mikroskobik canlı yapılardır. Bu temele dayanarak, Tufts Üniversitesi ve Wyss Enstitüsü'ndeki (ABD) araştırma ekibi, ne olacağını görmek için bu yapılara nöronlar ekleyerek deneylere devam etti. Yeni versiyona nörobot adı verildi.

Araştırma ekibi, bunun, hücre gruplarının olumsuz koşullar altında nasıl karmaşık yapılar halinde kendi kendine organize olabildiğini anlamaya yönelik daha büyük bir çabanın parçası olduğunu söyledi. Elde edilen bilgiler, sentetik biyoloji ve rejeneratif tıp alanlarında faydalı olabilir.

Ksenobotları oluşturmak için bilim insanları, Afrika pençeli kurbağası Xenopus laevis'in erken embriyolarından alınan hücreleri kullandılar. Deri öncü hücreleri ayrılıp bir kültür kabına yerleştirildiğinde, kendiliğinden suda yüzebilen küçük, yuvarlak, tüylü yapılara dönüştüler. Bu yapılar tamamen biyolojik kökenlidir, herhangi bir iskele veya genetik modifikasyon gerektirmez, kendi kendini onarabilir ve orijinal embriyonik hücrelerde depolanan besinler sayesinde yaklaşık 9 ila 10 gün hayatta kalabilir.

Araştırma ekibi, nörobotlar üzerinde yaptıkları çalışmada, oluşum aşamasındaki biyobotların merkezine sinir öncü hücre kümeleri yerleştirdi. Bu hücreler daha sonra olgunlaşarak akson ve dendritler geliştirdi. Mikroskobik gözlemler, nörobotların doğal bir sinir sisteminin temel özelliklerini oluşturduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar ayrıca bu hücrelerin basit sinir ağları içinde işlev görebileceğini de doğruladı.

Nöron içermeyen biyobotlara kıyasla, nörobotlar genellikle daha büyük ve daha uzun olup daha karmaşık hareket kalıpları sergilerler. Beyin aktivitesini etkileyen bir ilaca maruz kaldıklarında, nörobotlar hareketlerini tipik biyobotlardan farklı şekilde değiştirirler. Bu, yeni oluşan sinir ağının sadece yapısal olarak var olmakla kalmayıp, davranışın şekillenmesinde de doğrudan rol oynadığını göstermektedir.

Dikkat çekici bir diğer bulgu ise nörobot içinde beklenmedik gen aktivitesiydi; bu aktivite görsel işleme ve ışığa duyarlı hücrelerle ilgili genleri de içeriyordu. Bu bulgudan yola çıkarak bilim insanları, nörobotların ileride ışığa tepki verebileceği olasılığını gündeme getiriyorlar. Henüz erken aşamalarında olmasına rağmen, bu araştırma, canlı hücrelerin kendilerini işlevsel yapılara nasıl organize edebileceklerini yavaş yavaş keşfederek biyoteknolojide yeni yollar açıyor.

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