Нейробот і наступний крок у самоорганізованій біології.

Використовуючи клітини жаб, вчені створили нейроботів, розкриваючи, як нервова система самоорганізується та впливає на поведінку живих організмів.

Забарвлена ​​модель нейробота показує війчасті клітини по периметру та нервові волокна в центрі. (Джерело: Advanced Science)

Нове дослідження, опубліковане в німецькому журналі Advanced Science, показує, що вчені роблять ще один крок у розумінні того, як біологія створює функціональні живі структури. У центрі уваги дослідження – нейроботи, мікроскопічні біороботи, виготовлені з клітин жаби та містять нейрони. Вони розроблені на основі ксеноботів, попередньої версії біороботів, якій бракувало нейронних компонентів.

Відповідно, у 2020 році дослідники з Університету Тафтса (США) створили ксеноботів, використовуючи клітини жаби. Це мікроскопічні живі структури, які можуть рухатися у воді, самовідновлюватися і навіть збирати окремі клітини для формування нових ксеноботів. Спираючись на цю основу, дослідницька група з Університету Тафтса та Інституту Вісса (США) продовжила експериментувати з введенням нейронів у ці структури, щоб побачити, що станеться. Нова версія називається нейроботом.

Дослідницька група заявила, що це частина ширших зусиль, спрямованих на розуміння того, як групи клітин можуть самоорганізуватися у складні структури за несприятливих умов. Отримані дані можуть бути корисними в синтетичній біології та регенеративній медицині.

Для створення ксеноботів вчені використовували клітини, взяті з ранніх ембріонів африканської пазуристої жаби Xenopus laevis. Коли клітини-попередники шкіри були відокремлені та поміщені в чашку для культивування, вони спонтанно зібралися в маленькі, круглі, волохаті структури, які могли плавати у воді. Ці структури повністю біологічного походження, не потребують каркасу чи генетичної модифікації, здатні до самовідновлення та можуть виживати приблизно 9-10 днів завдяки поживним речовинам, що зберігаються в оригінальних ембріональних клітинах.

За допомогою нейроботів дослідницька група імплантувала кластери нейронних клітин-попередників у центр біоботів під час їхнього формування. Ці клітини потім дозрівали, розвиваючи аксони та дендрити. Мікроскопічні спостереження показали, що нейроботи сформували ключові риси природної нервової системи. Дослідники також підтвердили, що ці клітини можуть функціонувати в рамках простих нейронних мереж.

Порівняно з біоботами без нейронів, нейроботи зазвичай більші та видовженіші, демонструючи складніші рухові патерни. Під впливом препарату, який впливає на активність мозку, нейроботи також змінюють свої рухи інакше, ніж типові біоботи. Це свідчить про те, що новостворена нейронна мережа не лише існує структурно, але й безпосередньо бере участь у формуванні поведінки.

Ще одним вартим уваги відкриттям стала неочікувана активність генів у нейроботі, зокрема генів, пов'язаних із обробкою візуальної інформації та світлочутливими клітинами. Виходячи з цього, вчені висувають можливість того, що нейроботи пізніше зможуть реагувати на світло. Хоча це дослідження все ще перебуває на ранніх стадіях, воно поступово досліджує , як живі клітини можуть організовуватися у функціональні структури, відкриваючи нові шляхи в біотехнології.

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