Νευρορομπότ: Η νέα γενιά «ζωντανών» μηχανών με εγκέφαλο αλλάζει τα δεδομένα στην επιστήμη

Σε ένα εντυπωσιακό άλμα που επαναπροσδιορίζει τα όρια μεταξύ βιολογίας και τεχνολογίας, επιστήμονες παρουσίασαν μια νέα γενιά «ζωντανών» μηχανών: τα νευρορομπότ. Πρόκειται για μικροσκοπικές βιολογικές κατασκευές που δεν κινούνται απλώς μηχανικά, αλλά διαθέτουν κάτι που μέχρι πρόσφατα έμοιαζε αδιανόητο, ένα λειτουργικό νευρικό σύστημα που καθοδηγεί τη συμπεριφορά τους.

Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε στο Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Harvard University, βασίζεται στην προηγούμενη δουλειά πάνω στα λεγόμενα «ξενομπότ». Εκείνα τα πρώιμα βιορομπότ, φτιαγμένα από κύτταρα βατράχου, μπορούσαν να κινούνται και να αντιδρούν σε βασικά ερεθίσματα, αλλά στερούνταν ενός εσωτερικού «ελέγχου». Τα νευρορομπότ αλλάζουν ριζικά αυτή την εικόνα.

Κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από εμβρυϊκά κύτταρα βατράχου, τα νέα αυτά συστήματα ενσωματώνουν νευρικά προγονικά κύτταρα που με την πάροδο του χρόνου εξελίσσονται σε πλήρως λειτουργικούς νευρώνες. Όπως αναφέρει το interestingengineering.com, oι νευρώνες αυτοί δεν παραμένουν απομονωμένοι, αλλά σχηματίζουν δίκτυα, συνδέονται με άλλα κύτταρα και επεκτείνονται προς δομές που σχετίζονται με την κίνηση, όπως τα κροσσωτά κύτταρα.

Το αποτέλεσμα είναι μια μορφή «ζωντανού ελέγχου». Σε αντίθεση με τα προηγούμενα βιορομπότ που βασίζονταν αποκλειστικά σε κροσσούς για να κινηθούν, τα νευρορομπότ παρουσιάζουν πιο σύνθετα μοτίβα συμπεριφοράς. Το ίδιο το σώμα τους αλλάζει: γίνονται πιο επιμήκη, πιο δραστήρια και σαφώς πιο απρόβλεπτα.

Η επικεφαλής συγγραφέας Haleh Fotowat τόνισε ότι η ενσωμάτωση του νευρικού συστήματος δεν αποτελεί απλώς μια προσθήκη, αλλά έναν παράγοντα που αναδιαμορφώνει τόσο τη μορφολογία όσο και τη λειτουργία αυτών των οργανισμών. Με άλλα λόγια, τα νευρορομπότ δεν είναι απλώς «βελτιωμένα», είναι ποιοτικά διαφορετικά.

Οι ερευνητές προχώρησαν ακόμη παραπέρα, δοκιμάζοντας πώς αντιδρούν τα νευρορομπότ σε ουσίες που επηρεάζουν τη νευρική επικοινωνία. Οι αποκρίσεις τους διέφεραν σημαντικά από εκείνες των απλών βιορομπότ, ενισχύοντας την ιδέα ότι η νευρική δραστηριότητα παίζει ενεργό ρόλο στη συμπεριφορά τους.

Ίσως το πιο απρόσμενο εύρημα αφορά τις αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση. Οι επιστήμονες εντόπισαν γονίδια που σχετίζονται ακόμη και με την ανάπτυξη οπτικών συστημάτων, ανοίγοντας θεωρητικά τον δρόμο για την εμφάνιση στοιχειωδών αισθητηριακών ικανοτήτων στο μέλλον.

Ο ιδρυτής του ινστιτούτου, Donald Ingber, περιέγραψε τα νευρορομπότ ως ένα «νέο μέτωπο» στη βιοϊατρική έρευνα. Και όχι άδικα, καθώς αυτά τα υβριδικά συστήματα δεν υπόσχονται μόνο καλύτερη κατανόηση της ζωής σε κυτταρικό επίπεδο, αλλά και εντελώς νέες προσεγγίσεις σε προβλήματα της ιατρικής.

Σε έναν κόσμο όπου η τεχνητή νοημοσύνη κυριαρχεί στη συζήτηση, τα νευρορομπότ υπενθυμίζουν κάτι εξίσου ριζοσπαστικό: ότι η ίδια η ζωή μπορεί να αποτελέσει την επόμενη πλατφόρμα τεχνολογικής καινοτομίας.

Φωτογραφία: Wyss Institute