Роботизирано куче с мъничък човешки мозък се научи да избягва препятствия

Учени в САЩ “дариха“ на роботизирано куче малък човешки мозък, интегрирайки го със сензори и система за управление на платформата. Вграденият в робота органоид на мозък е помогнал на машината бързо да се научи да избягва препятствия. Изследването обаче е било много по-широко в своята същност — то е било насочено към създаване на перспективни решения за безопасни интерфейси между живия мозък и компютъра.

Отглеждането на жива нервна тъкан от човешки стволови клетки не е нищо ново. Проблемът остава нейната надеждна стимулация и създаването на ефекта на стареене. Директната стимулация с електрически ток често води до увреждане на тъканите. Освен това е трудно да се постигне пълна биосъвместимост с редица проводими субстрати, което също вреди на развитието на нервната тъкан и нейното функциониране. Като опция е възможна напълно безопасна стимулация със светлина, но тя е осъществима само с генетична модификация на нервната тъкан на мозъка. В този случай тя се отдалечава още повече от човешкото.

И накрая, въпросът за ускореното стареене на органоидите остава важен за научната работа — това е необходимо за тестване на лекарства и изучаване на мозъчни заболявания. Чакането на естественото стареене на нервната тъкан е твърде дълго. Ново проучване, проведено в САЩ от учени от Калифорнийския университет в Сан Диего съвместно с компанията NeurANO Bioscience, доведе до създаването на обещаваща биосъвместима платформа за отглеждане, стимулиране и ускорено съзряване на мозъчни органоиди.

Резултатът от работата стана платформата GraMOS. В този случай органоидът е поставен върху атомно тънък лист графен, а стимулацията се извършва чрез светлинни импулси. Взаимодействието на фотоните с графена възбужда в него слаби електрически токове, които стимулират както растежа, така и активността на невроните на органоида.

„Все едно им даваме лек тласък, за да растат по-бързо. Това е необходимо за изучаване на свързаните с възрастта заболявания в лабораторията“ — каза Елена Молоканова, автор на работата и ръководител на Nanotools Bioscience. Тъй като стимулацията ускорява растежа на невроните, учените смятат, че това ще им помогне по-бързо да изучават болестите и да тестват лекарства.

„Нашата технология преодолява критична празнина в изследванията на органоидите“ — каза Алекс Савченко, изпълнителен директор на Nanotools Bioscience и съавтор на изследването. „Тя предлага надежден и възпроизводим начин за активиране на неврони, който има потенциала да трансформира както фундаменталната невронаука, така и приложните изследвания.“

Като практическа демонстрация на платформата, графенов мозъчен органоид беше вграден в роботизирано куче. След това то се научи да разпознава препятствия и да ги избягва за 50 милисекунди. Чисто електронна имплементация на подобно поведение би изисквала по-сложна архитектура и програмиране, докато „мозъкът“ се е учел от грешките си и самостоятелно е развивал невронни връзки, за да решава навигационните проблеми.