Znajdź zawartość

Naukowcy opracowali metodę i urządzenie pozwalające na zdalne pobudzanie światłem pojedynczych neuronów nicienia, a w rezultacie na dowolne kierowanie jego zachowaniem, zmieniając go w biorobota. Caenorhabditis elegans jest milimetrowej długości nicieniem, często wykorzystywanym do badań przez naukowców - z powodu prostej budowy, dokładnie zbadanego systemu nerwowego (składającego się dokładnie z 302 neuronów), przezroczystego ciała i zsekwencjonowanego genomu. Jednak to, co zrobili naukowcy z Harvard University, University of Pennsylvania, oraz University of Massachusetts Medical School może zaskakiwać - zbudowali system sterowania tym nicieniem przy pomocy precyzyjnie skupionych impulsów niebieskiego i zielonego światła. Pierwszym krokiem było zmodyfikowanie genomu C. elegans, wprowadzając do neuronów białka halorodopsynę oraz kanałową rodopsynę-2. To uwrażliwiło neurony na niebieskie i zielone bodźce świetlne, pozwalając dowolnie wzbudzać je i hamować. Jako system sterujący skonstruowali urządzenie o nazwie CoLBeRT (Controlling Locomotion and Behavior in Real Time), które używając skupionych wiązek światła aktywuje (w czym pomaga przezroczyste ciało tego nicienia) pojedyncze neurony i pojedyncze komórki mięśniowe. Ponieważ nicień porusza się dość szybko, a jest przy tym mały (1 milimetr długości), imponująca jest precyzja urządzenia złożonego z mikroskopu, systemu mikroluster oraz komputera przetwarzającego obraz i celującego impulsami świetlnymi. Prędkość skanowania obrazu to 50 klatek na sekundę, precyzja systemu luster osiąga zaś 30 mikrometrów. Niebieski impuls działa pobudzająco na neuron, co pobudzenie nicień odczuwa jako dotknięcie, jeśli następuje ono w przedniej części ciała, C. elegans się zatrzymuje, jeśli w tylnej - rusza do przodu. Podobnie można wymuszać zmianę kierunku poruszania się, sterując nicieniem zarówno na lądzie, jak i w wodzie. Naukowcom udaje się nawet wywoływać składanie jaj „na komendę". Bezprecedensowy eksperyment stanowi przełom zarówno w dziedzinie badania zachowania i funkcji układu nerwowego, jak i w bioinżynierii i biorobotyce. Studium Aravinthana D.T. Samuela i Andrew M. Leifera ukazało się w Nature Methods.

Leverhulme Trust, organizacja, która dąży do stworzenia pierwszego w pełni biologicznego robota, przyznała grant University of the West of England. W jego ramach naukowcy chcą użyć wielojądrowej śluziny, stanowiącej wegetatywną formę śluzowców, do stworzenia biorobota. Śluzowce to szeroko rozpowszechnione organizmy podobne do grzybów, chociaż zaliczane są również do pierwotniaków. W 2000 roku w piśmie "Nature" ukazał się artykuł, którego autorzy stwierdzili, że w śluzowce potrafią przebyć labirynt, co wskazuje inteligencję tych stworzeń. Prace nad biologicznym robotem prowadzone są pod kierunkiem profesora Andy'ego Adamatzky'ego. Profesor zauważa, że dla większości ludzi komputer to sprzęt z oprogramowaniem przeznaczonym do wykonania konkretnych zadań. Ta śluzina to naturalna substancja z własną inteligencją. Rozprzestrzenia się i szuka źródeł pożywienia, a gdy je znajdzie, rozgałęzia się w liczne odnogi. Potrafi wykonać złożone zadania obliczeniowe, takie jak znalezienie najkrótszej drogi pomiędzy dwoma punktami. Nasze wcześniejsze eksperymenty wykazały, że jest również w stanie transportować obiekty. Karmiąc je płatkami owsianymi byliśmy w stanie doprowadzić do tego, by rozrastało się w żądanym kierunku i przenosiło przedmioty. Taki sam efekt możemy uzyskać używając bodźca świetlnego bądź chemicznego. Profesor przewiduje, że plasmobot, bo tak nazwał robota, będzie w stanie wyczuć obiekty i przetransportować je najkrótszą możliwą drogą w zaprogramowanym wcześniej kierunku. Plazmoboty zostaną wyposażone w układy wejścia/wyjścia i odpowiednie czujniki. Będzie można je kontrolować za pomocą światła, pola elektromagnetycznego czy podłoża, na którym będą się poruszały. Jego zdaniem w dalekiej przyszłości plazmoboty będzie można wykorzystać do budowy miniaturowych maszyn czy dostarczania leków w ludzkim ciele. Niewykluczone, że uda się z nich wytworzyć miniaturowe komputery, z których tysiące będą żyły na naszej skórze i wykonywały różne zadania obliczeniowe.