Znanstvenici stvorili prvi "živi stroj" pomoću žabljih stanica i umjetne inteligencije

Znanstvenici su pomoću algoritama razvili organizam koji je stopostotno sačinjen od žabljeg DNK, ali nije žaba.

AUTOR: Live Science
OBJAVLJENO: 18.01.20 u 11:33
https://bit.ly/2Rwys5Y
Što se događa kada uzmemo ćelije iz žabljih zametaka i razvijate ih u nove organizme uz pomoć algoritama? Dobit ćete nešto što istraživači nazivaju prvim "živim strojem" – ksenobotom.

Iako su izvorne matične stanice nastale iz afričke kandšaste žabe (lat. Xenopus laevis) – novonastali organizmi ne nalikuju nijednom poznatom vodozemcu. Sitne mrlje, koje ovi organizmi predstavljaju, široke su samo jedan milimetar a izrađene su od živog tkiva koje su biolozi sastavili u tijela dizajnirana prema računalnom modelu.

Ti se pokretni organizmi mogu kretati neovisno i zajednički, imaju sposobnost regeneracije i mogu preživjeti tjednima, a potencijalno bi se mogli koristiti za transport lijekova unutar tijela pacijenta, nedavno su izvjestili znanstvenici.

"Oni nisu tradicionalni roboti, niti poznata životinjska vrsta", rekao je ko-autor studije Joshua Bongard, informatičar i stručnjak za robotiku sa Sveučilišta u Vermontu. "To je nova klasa artefakata: živ i programabilan".

Algoritmi su oblikovali "evoluciju" ksenobota. Izrasli su iz matičnih stanica kože i srca u nakupine tkiva nekoliko stotina stanica koje su se kretale u impulsima koje stvara srčano mišićno tkivo, rekao je glavni autor studije Sam Kriegman, doktorand koji je proučavao evolucijsku robotiku na Odjelu za računarske znanosti Sveučilišta u Vermontu.

"Ne postoji vanjska kontrola iz daljinskog upravljača ili bioelektricitet. Ovo je autonomni bot – sličan igračkama na navijanje", rekao je Kriegman za Live Science.

Biolozi su ograničavali, na primjer, njihovu mišićnu snagu i kretanje kroz vodenasto okruženje. Kasnije je algoritam proizveo generacije sitnih organizama. Botovi s najboljim "rezultatom" reproducirali bi se unutar algoritma. I baš kao što evolucija funkcionira u prirodnom svijetu, računalni program izbrisao bi jedinke najlošijim "rezultatom".

"Na kraju smo iz ovoga uspjeli dobiti dizajne koji se mogu primijeniti na stvarne ćelije. To je bilo prijelomno otkriće", rekao je Kriegman.

Autori studije su zatim oživili ove dizajne, združujući matične ćelije u obliku samostalnih 3D oblika dizajniranih algoritmom evolucije. Stanice kože držale su ksenobotove zajedno, a otkucaji srčanog tkiva u određenim dijelovima njihovih "tijela" tjerali su ih da se kreću u petrijevoj posudi danima, pa čak i tjednima, bez potrebe za dodatnim hranjivim tvarima, navodi se u studiji.

Botovi su čak uspjeli popraviti štetu koja je nastala tijekom samog procesa.

"Prerezali smo živog robota gotovo napola, a njegove stanice su automatski počele ponovno spajati tijelo u jednu cjelinu", rekao je Kriegman.

"Možemo zamisliti mnogo korisnih primjena ovih robota koje drugi strojevi ne mogu omogućiti", rekao je ko-autor studije Michael Levin, direktor Centra za regenerativnu i razvojnu biologiju na Sveučilištu Tufts u Massachusettsu. "Oni mogu uključivati ciljanje toksičnih izlijevanja ili radioaktivna zagađenja, prikupljanje mikroplastike iz zagađenih mora ili čak čišćenje ateroma (arterijskog plaka) iz arterija".

Stvorenja koja zamagljuju liniju između robota i živih organizama popularna su tema u znanstvenoj fantastici.

"Razmislite li o ubojitim strojevima iz filma Terminator ili replikantima iz Blade Runnera, možete doći do zaključka da će ovo istraživanje kod nekih ljudi izazvati zabrinutost. Taj strah nije iracionalan. Kad počnemo da se bavimo složenim sustavima koje ne razumijemo, doći ćemo do slučajnih posljedica. Ako čovječanstvo želi preživjeti u budućnosti, trebamo bolje razumjeti kako složena svojstva proizilaze iz jednostavnih pravila", rekao je Levin.

Otkrića su objavljena 13. siječnja u američkom Zborniku nacionalne akademije znanosti.


Prevela: Ružica Ereš