Neįtikėtinas eksperimentas: laboratorijoje išaugintos smegenys išmoko valdyti techniką
Mokslininkai laboratorijoje išaugino nedidelius smegenų audinio darinius (vadinamuosius organoidus), kurie geba apdoroti informaciją ir valdyti virtualų vežimėlį. Nors šie mini smegenys neturi savarankiško mąstymo, jų gebėjimas mokytis ir prisitaikyti atveria naujas nervų sistemos tyrimų ir ateities technologijų galimybes.
Laboratorijoje išauginti keli galvos smegenų audinio mėginiai parodė įspūdingus rezultatus. Naujausiame tyrime mokslininkai panaudojo klasikinę inžinerinę užduotį – vadinamąjį vežimėlio ir karties (stulpo) stabilizavimo modelį – kad patikrintų smegenų organoidų galimybes.
Organodai buvo išauginti iš pelių kamieninių ląstelių. Juos kultivuojant sudarytos sąlygos formuotis mažiems žievės (kortikalinio) audinio telkiniams, galintiems perduoti neuroninius signalus. Šie dariniai dar nėra pakankamai sudėtingi ir intelektualūs, kad galėtų „mąstyti“ savarankiškai, tačiau jie geba siųsti ir priimti impulsus bei keisti vidinius ryšius reaguodami į išorinę stimuliaciją.
Eksperimentui buvo sukurtas virtualus vežimėlis su vertikalia kartimi. Skirtingos elektrinės stimuliacijos schemos organoidams „pranešdavo“ apie karties posvyrio kryptį ir laipsnį. Atsakomosios organoidų reakcijos buvo interpretuojamos kaip jėgos, nukreiptos į kairę arba į dešinę, kurios judindavo vežimėlį ir taip padėdavo stabilizuoti kartį.
Pagrindinė eksperimento sąlyga buvo organoidų gebėjimas prisitaikyti. Jei per penkis bandymus sistema veikė prasčiau nei vidutinis rezultatų rodiklis per ankstesnius dvidešimt bandymų, organoidams buvo siunčiamas trumpas, didelio dažnio elektrinės stimuliacijos impulsas. Algoritmas nuolat koregavo, kurie neuronai gaus šiuos impulsus, atsižvelgdamas į tai, ar ankstesnės panašios schemos pagerindavo valdymą.
„Tai galima įsivaizduoti kaip dirbtinį trenerį, kuris sako: ‘Tu darai ne taip, pabandyk šiek tiek pakoreguoti štai taip.’ Mes mokomės, kaip efektyviausiai jam pateikti šiuos trenerio signalus“, – aiškino tyrėjas Ešas Robbinsas.
Mokslininkai pabrėžia, kad žmogaus smegenų paslaptys vis dar intensyviai tiriamos visame pasaulyje. Nauji darbai, tarp jų ir šis, padeda geriau suprasti, kaip formuojasi ir keičiasi neuroniniai tinklai, kodėl smegenys sensta ir kaip būtų galima ateityje sulėtinti arba koreguoti šiuos procesus. Tokie organoidų tyrimai gali tapti svarbiu žingsniu kuriant naujus neurologinių ligų gydymo metodus ir pažangesnes biologiškai įkvėptas skaičiavimo sistemas.
