Mi történik, ha a békaembriókból sejteket vesz és új organizmusokká növeli őket, amelyeket algoritmusok által "fejlesztettek ki"? Kapsz valamit, amit a kutatók a világ első "élő gépének" hívnak.
Bár az eredeti őssejtek békákból származtak - az afrikai karmos béka, Xenopus laevis - ezek az úgynevezett xenobotok nem hasonlítanak ismert kétéltűekre. Az apró foltok csupán 0,04 hüvelyk (1 mm) szélességűek, és élő szövetből készülnek, melyeket a biológusok számítógépes modellek által tervezett testekbe gyűjtöttek egy új tanulmány szerint.
Ezek a mozgó organizmusok önállóan és együttesen mozoghatnak, öngyógyulhatnak és hetekben élhetnek egyszerre, és potenciálisan gyógyszerek szállítására használhatók a beteg testében - jelentettek a tudósok a közelmúltban.
"Ők sem nem hagyományos robotok, sem ismert állatfajok" - mondta Joshua Bongard, a Vermont Egyetem számítógépes tudósa és robotikus szakértője. "Ez egy új tárgycsoport: egy élő, programozható szervezet."
Az algoritmusok formálták a xenobotok fejlődését. A bőr- és a szív őssejtekből több száz sejtből álló szöveti csomókba nőttek, amelyek a szívizomszövet által generált impulzusokban mozogtak - mondta Sam Kriegman, a vezető tanulmány szerzője, a Vermont Egyetem Számítástudományi Tanszékének burlingtoni evolúciós robotikát tanulmányozó doktorjelölt. .
"Nincs külső vezérlés távirányítóval vagy bioelektromos árammal. Ez egy autonóm szer - szinte olyan, mint egy felszámolható játék" - mondta Kriegman a Live Science-nek.
A biológusok számítógépes korlátozásokat tápláltak az autonóm xenobotok számára, például szöveteik maximális izomerejét és azt, hogy miként mozoghatnak egy vizes környezetben. Ezután az algoritmus előállította az apró organizmusok generációit. A legjobban teljesítő botok "reprodukálják" az algoritmust. És amint az evolúció működik a természetes világban, a legkevésbé sikeres formákat a számítógépi program törli.
"Végül képes volt olyan terveket adni nekünk, amelyek valóban átvihetők valódi cellákba. Ez egy áttörés volt" - mondta Kriegman.
A tanulmány szerzői ezt követően életre keltették ezeket a mintákat, összekapcsolva az őssejteket, hogy az evolúciós algoritmus által megtervezett önműködő 3D alakzatokat képezzenek. A bőr sejtjei együtt tartották a xenobotot, és a szívszövetnek a testük bizonyos részein történő verése a „botokat” vízen keresztül petri-csészében napokig, sőt akár hetekig is megnyújtotta, további tápanyagok nélkül, a tanulmány szerint . A robotok még a jelentős károkat is képesek voltak helyrehozni - mondta Kriegman.
"Az élő robotot majdnem felére vágtuk, és sejtjei automatikusan cipzárral ellátják a testét." - mondta.
"Elképzelhetjük ezen élő robotok számos olyan hasznos alkalmazását, amelyet más gépek nem tudnak végrehajtani" - mondta Michael Levin, a tanulmány társszerzője, a Massachusetts-i Tufts Egyetem Regeneratív és Fejlődési Biológiai Központjának igazgatója. Ide tartozhat a toxikus kiömlések vagy radioaktív szennyezés megcélozása, a tengeri mikroplasztika összegyűjtése vagy akár a plakkok ásása az emberi artériákból - mondta Levin egy nyilatkozatában.
A robotok és az élő szervezetek közötti vonalat elhomályosító alkotások népszerű tárgyak a tudományos fantasztikában; gondolj a "Terminátor" filmekben található gyilkos gépekre vagy a "Blade Runner" világ másolataire. Az úgynevezett élő robotok kilátásai - és az élő organizmusok létrehozására szolgáló technológia felhasználása - érthetően aggodalmakat keltenek egyesek számára - mondta Levin.
"Ez a félelem nem indokolatlan" - mondta Levin. "Amikor elkezdünk zavarodni olyan komplex rendszerekkel, amelyeket nem értünk, váratlan következményeket fogunk elérni."
Mindazonáltal, az egyszerű szerves formákra építve, mint például a xenobotok, hasznos felfedezésekhez is vezethetnek - tette hozzá.
"Ha az emberiség a jövőben túléli, akkor jobban meg kell értenünk, hogy az összetett tulajdonságok hogyan alakulnak ki az egyszerű szabályokból" - mondta Levin.
Az eredményeket online, január 13-án tették közzé a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban.
