Αποτελούμενο από τα βλαστοκύτταρα του αφρικανικού βατράχου με νύχια (Xenopus laevis) από το οποίο πήρε το όνομά του, τα xenobots έχουν πλάτος λιγότερο από ένα χιλιοστό (0,04 ίντσες). Αυτές οι μικρές μπάλες αποκαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 2020 αφού πειράματα έδειξαν ότι μπορούν να κινούνται, να συνεργάζονται σε ομάδες και να αυτοθεραπεύονται.
Τώρα οι επιστήμονες που το ανέπτυξαν στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, στο Πανεπιστήμιο Tufts και στο Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ λένε ότι ανακάλυψαν μια εντελώς νέα μορφή βιολογικής αναπαραγωγής που δεν μοιάζει με κανένα ζώο ή φυτό που είναι γνωστό στην επιστήμη.
«Με εξέπληξε», είπε ο Μάικλ Λεβίν, καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Allen Discovery Center στο Πανεπιστήμιο Tufts που συμμετείχε στη νέα έρευνα.
«Οι βάτραχοι έχουν μια μέθοδο αναπαραγωγής που χρησιμοποιούν συνήθως, αλλά όταν… απελευθερώνουν (τα κύτταρα) από το υπόλοιπο έμβρυο και τους δίνει την ευκαιρία να καταλάβουν πώς είναι σε ένα νέο περιβάλλον, φαινομενικά ανακαλύπτουν επίσης έναν νέο τρόπο αναπαραγωγής», είπε.
Ρομπότ ή ζωντανό πλάσμα;
Τα βλαστοκύτταρα είναι μη εξειδικευμένα κύτταρα που έχουν την ικανότητα να εξελιχθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Για να φτιάξουν αυτά τα ρομπότ, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ζωντανά βλαστοκύτταρα από έμβρυα βατράχου και τα άφησαν να επωαστούν. Δεν υπάρχει γενετική χειραγώγηση.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τα ρομπότ είναι κατασκευασμένα από μέταλλο και κεραμικό, αλλά δεν έχει να κάνει τόσο με το τι είναι φτιαγμένος ένας άνθρωπος όσο το τι κάνουν, ενεργώντας μόνοι τους για λογαριασμό των ανθρώπων». είπε ο Τζος Μπόνγκαρντ, καθηγητής επιστήμης υπολογιστών και ειδικός στη ρομποτική στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Με αυτόν τον τρόπο είναι ένα ρομπότ αλλά είναι επίσης και ένας οργανισμός κατασκευασμένος από κύτταρο βατράχου, μια μίξη και των δύο δηλαδή.
Διαπίστωσαν ακόμα ότι τα ξενομπότ, τα οποία είχαν αρχικά σφαιρικό σχήμα και αποτελούνταν από περίπου 3.000 κύτταρα, μπορούσαν να αναπαραχθούν. Αλλά συνέβαινε σπάνια και μόνο σε συγκεκριμένες συνθήκες. Ο Μπόνγκαρντ είπε ότι τα ξενομποτς χρησιμοποιούν “κινητική μεταγραφή” – μια διαδικασία που είναι γνωστό ότι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο, αλλά δεν είχε παρατηρηθεί προηγουμένως σε κλίμακα κυττάρων ή ολόκληρων οργανισμών.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές στη συνέχεια δοκίμασαν δισεκατομμύρια σχήματα σώματος για να κάνουν τα ξένομποτς πιο αποτελεσματικά σε αυτόν τον τύπο αναπαραγωγής. Ο υπερυπολογιστής κατέληξε στο σχήμα C που έμοιαζε με το Pac-Man, το βιντεοπαιχνίδι της δεκαετίας του ’80. Διαπίστωσαν ότι μπόρεσε να βρει μικροσκοπικά βλαστοκύτταρα σε ένα τρυβλίο Petri, συγκέντρωσε εκατοντάδες από αυτά μέσα στο στόμα του και μετά από λίγες μέρες η δέσμη των κυττάρων έγιναν νέα ξενομπότ. Ο «γονέας» περιστρέφει μια μεγάλη μπάλα βλαστικών κυττάρων που ωριμάζουν σε ένα νέο ξενομπότ.
«Η τεχνητή νοημοσύνη δεν προγραμμάτισε αυτές τις μηχανές με τον τρόπο που συνήθως σκεφτόμαστε να γράψουμε κώδικα», είπε ο Μπόνγκαρντ. «Διαμόρφωσε, σμίλεψε και δημιούργησε αυτή τη φιγούρα του Pac-Man. Το σχήμα, στον πυρήνα του, είναι το λογισμικό. Αυτό επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα ξένομποτς για να ενισχύσουν αυτήν την απίστευτα εκπληκτική διαδικασία.»
Τα Xenobots είναι μια πολύ πρώιμη τεχνολογία – σκεφτείτε έναν υπολογιστή από τη δεκαετία του 1940 – και δεν έχει ακόμη πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, αυτός ο συνδυασμός μοριακής βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια σειρά εργασιών στο σώμα των ανθρώπων και στο περιβάλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πράγματα όπως η συλλογή μικροπλαστικών στους ωκεανούς, η εξέταση ριζικών συστημάτων και η αναγεννητική ιατρική. Αν και η δυνατότητα αυτοαναπαραγωγής της βιοτεχνολογίας μπορεί να είναι ανησυχητική, οι ερευνητές είπαν ότι τα ζωντανά μηχανήματα περιέχονταν εξ ολοκλήρου σε εργαστήριο και θα μπορούσαν να σβήσουν εύκολα, επειδή είναι βιοδιασπώμενα και ελέγχονται από ειδικούς σε θέματα δεοντολογίας.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Defense Advanced Research Projects Agency, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση.
«Υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορούν να επιτευχθούν αν εκμεταλλευτούμε αυτό το είδος πλαστικότητας και την ικανότητα των κυττάρων να επιλύουν προβλήματα», είπε ο Μπόνγκαρντ.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό PNAS, τη Δευτέρα.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Defense Advanced Research Projects Agency, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση.
«Υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορούν να επιτευχθούν αν εκμεταλλευτούμε αυτό το είδος πλαστικότητας και την ικανότητα των κυττάρων να επιλύουν προβλήματα», είπε ο Μπόνγκαρντ.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό PNAS, τη Δευτέρα.
Δείτε το σχετικό βίντεο:
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου