Yapay Zeka Tasarımlı 'Yaşayan Robotlar' Rejeneratif Tıp için Potansiyel Yeni Bir Temel Sağlıyor
Eğer üreme yaşamın ayırt edici özelliği ise, o zaman dünyanın ilk "yaşayan robotları" Burlington, Vermont'taki bir petri kabından yeni çıkmış olabilir. Kuşkusuz, "dışarı çıkmak" bunu abartıyor olabilir (bunun yerine yapay zeka tasarımlı "xenobotlar" yemeğin içinde kaba bir şekilde yuvarlandı), ancak süreçte oldukça dikkate değer bir şey başarmayı başardılar. Pac-Man şeklindeki minik yaratıklar, içinde yüzdükleri çözeltiden kurbağa kök hücreleri topladılar ve kendilerinin kopyalarını oluşturdular; bunun büyüklüğü abartılamaz.
Vermont Üniversitesi, Tufts Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi Wyss Biyolojik İlham Veren Mühendislik Enstitüsü'nden geliştirmeden sorumlu ekip, geçen yıl tamamen canlı hücrelerden yapılmış ilk robotları yaratırken açıkladıkları araştırmayı temel aldı ( kullanılan hücreler kurbağa embriyolarından alınmıştır). Her ne kadar bu ilk robotlar yapı olarak tamamen organik olsalar da, canlı organizmaların en temel özelliklerinden biri olan kendi kendini kopyalama yetenekleri olmadığından canlı organizmalar olarak kabul edilmiyorlardı.
Bu yıl her şey değişti.
Yeni Yaşam Formları
Ekibin eş lideri Ph.D. Sam Kriegman, ksenobotlara hayat vermek amacıyla Vermont Üniversitesi'ndeki yapay zeka ile iletişime geçti ve ondan bir ksenobot ana yapısı tasarlamasını istedi. Kriegman, "Yapay zeka aylarca süren bir çabanın ardından bazı garip tasarımlar ortaya çıkardı" diyor ve "Pac-Man'e benzeyen bir tasarım da dahil." Hiç sezgisel değil. Çok basit görünüyor ama bir insan mühendisin ortaya çıkarabileceği bir şey değil. Neden küçük bir ağız? Neden beş değil?'
Yapay zekanın önerilen tasarımına ilişkin sorulara rağmen, bu sonuçlar yine de bir ana ksenobot oluşturmak için kullanıldı. Bu ebeveyn çocuk yapmayı başardı ve torunlar yetiştirmeye devam etti. Korkunç şeyler; sadece kendi kendini kopyalayan bir robot yaratmamız değil, aynı zamanda kendi ürettiğimiz başka bir robotun (bir yapay zeka) onu bizim için tasarlamış olması. Ksenobot ebeveynlerini bir araya getiren Ph.D. Douglas Blackiston şöyle diyor: 'İnsanlar uzun zamandır yaşamın yeniden üretilebileceği veya kopyalanabileceği tüm yolları bulduğumuzu düşünüyorlardı' ama bu daha önce gözlemlenmemiş bir şeydi. önce.'
İnsan yapımı, kendi kendini kopyalayan yaratıklar fikri bazı insanların tüylerini diken diken edebilir, ancak Pac-Man tarzı istilacıların gezegenin kontrolünü ele geçirmesi konusunda henüz endişelenmemize gerek yok. Ksenobotlar tarafından kullanılan kendi kendini kopyalama sistemi tam olarak hayata geçirilemiyor ve süreç birkaç nesil sonra sona eriyor. Bununla birlikte, bu biyoteknolojik ilerlemenin sonuçları, özellikle tıp söz konusu olduğunda, son derece derindir.
Ksenobotlar ve Rejeneratif Tıp
Rejeneratif tıp, büyük ölçüde seçici hücre değişimi ve onarımına odaklanan, hasarlı dokuları hedef alan tedavileri kapsayan bir terimdir. Temel amacı gençleştirme olduğundan, genellikle yaşlanma karşıtı ilaç olarak düşünülür. Ancak bizi bunu etkili bir şekilde geliştirmekten alıkoyan şey, hücrelere ne yapmalarını istediğimizi doğru şekilde söyleyemememizdir.
Vermont Üniversitesi'nde yürütülen çalışma bizi daha da yakınlaştırdı.
Ksenobotların topladığı embriyonik kurbağa hücreleri normalde kurbağa derisine dönüşüyordu ancak Vermont ekibinin elinde hücrelere yeniden görev verildi. Araştırmanın eşbaşkanı Ph.D. Michael Levin, "Onları yeni bir bağlama yerleştiriyoruz" diyor. 'Onlara çok hücreliliğini yeniden hayal etme şansı veriyoruz.'
Hücreler bir kurbağanın genomuna sahip olmasına rağmen, önceden belirlenmiş herhangi bir biyolojik yoldan kurtulmuşlardı ve kolektif genetik zekalarını tamamen başka bir şeyi başarmak için kullanabiliyorlardı. Bongard, "Bu özelliği anlamaya çalışıyoruz" diyor. 'Bunun nasıl çalıştığını inceleyip anlamamız bir bütün olarak toplum için önemlidir.'
Aslında. Hücre yapısına ilişkin giderek artan anlayışımızı yapay zekanın siparişe göre biyolojik araçlar oluşturma yeteneğiyle birleştirdiğinizde, yakında kendi hücrelerimiz üzerinde daha önce hiç olmadığı kadar çok daha fazla kontrole sahip olabiliriz. Hücresel yaşlanmanın tahribatlarıyla mücadele etme ve insanın ömrünü uzatma yeteneğimiz var.
Levin, 'Hücre koleksiyonlarına yapmalarını istediğimiz şeyi yapmalarını nasıl söyleyeceğimizi bilseydik, sonuçta bu rejeneratif tıp olurdu' diyor. 'Travmatik yaralanmalara, doğum kusurlarına, kansere ve yaşlanmaya çözüm budur. Tüm bu farklı sorunların ortaya çıkmasının nedeni, hangi hücre gruplarının oluşturulacağını nasıl tahmin edip kontrol edeceğimizi bilmememizdir. Xenobotlar bize eğitim verecek yeni bir platform.”
Yaşlanma Karşıtı Teknolojiyi Gerçeğe Dönüştürmek
Bu erken aşamada ksenobotların potansiyel uygulamalarını gerçekten kavramak zor. Bongard şöyle diyor: "Yapabileceğimiz tek şey, bu teknolojinin geleneksel robotlara göre sahip olduğu avantajları göz önünde bulundurmak; bu da onların küçük, biyolojik olarak parçalanabilir ve suda mutlu olmalarıdır. Bu da onları çiftçilik, kültürlü et üretimi veya başka amaçlarla kullanılabilir hale getirebilir." Düşük maliyetli su tuzdan arındırma, yaşlanma karşıtı teknolojinin gelecekteki araştırmaların ana alanlarından biri olacağına dair pek şüphe yok. Yaşa bağlı hastalıkların tarih kitaplarına yazılması ihtimali, finansal ödülleri düşünmeden önce, herhangi bir araştırma ekibi için kesinlikle yeterince cazip olacaktır.
Rejeneratif tıp henüz ufukta görünmeyebilir, ancak kendi kendini kopyalayan ksenobotların ortaya çıkışıyla bu konuda kesinlikle büyük bir adım attık. Kendi hücrelerimizin yaşlanmanın ayırt edici özellikleriyle mücadele etmek üzere yeniden görevlendirilebilmesi ihtimaliyle, yalnızca daha uzun yaşamakla kalmayıp, bundan daha fazla keyif alabileceğiz; üç yüz yaşına kadar formda ve gayet iyi kalabilirsiniz. Bu yüzden bir dahaki sefere Pac-Man'i oynadığınızda biraz daha ciddiye almak isteyebilirsiniz çünkü kuzeni ksenobot çok da uzak olmayan bir gelecekte size yaşam iksirini getirebilir.
Referanslar:
1. R. D. Kamm ve diğerleri, Perspektif: Çok hücreli tasarımlı yaşam sistemlerinin vaadi. APL Biyomüh. 2, 040901 (2018).
2. D. Blackiston ve diğerleri, Sentetik canlı makinelerin geliştirilmesine yönelik hücresel bir platform. Bilim. Robot. 6, eabf1571 (2021).
3. J. Losner, K. Courtemanche, J. L. Whited, Onarım ve karmaşık doku yenilenmesinin sistemik aracılarının türler arası analizi. NPJ Regen. Med. 6, 21 (2021).
4. S. Kriegman, D. Blackiston, M. Levin, J. Bongard, Yeniden yapılandırılabilir organizmalar tasarlamak için ölçeklenebilir bir boru hattı. Proc. Natl. Acad. Bilim. ABD 117, 1853–1859 (2020).
5. V. Zykov, E. Mytilinaios, B. Adams, H. Lipson, Robotics: Kendini yeniden üreten makineler. Doğa 435, 163–164 (2005).
6. Z. Qu ve diğerleri, Yüksek performanslı mikro ölçekli pillere doğru: Elektrot malzemelerinin yerinde analitik platformlarla konfigürasyonları ve optimizasyonu. Enerji Depolama Materyali. 29, 17–41 (2020).
7. Q. Wu ve diğerleri, Organ-on-a-chip: Son gelişmeler ve gelecekteki beklentiler. Biyomed. Müh. Çevrimiçi 19, 9 (2020).
8. E. Garreta ve diğerleri, Biyomühendislik yoluyla organoid teknolojisini yeniden düşünmek. Nat. Anne. 20, 145–155 (2021).
9. Y. Han ve diğerleri, Rejeneratif tıp için Mezenkimal kök hücreler. Hücreler 8, 886 (2019).
10. S. F. Gilbert, S. Sarkar, Karmaşıklığı Kucaklamak: 21. Yüzyıl İçin Organikçilik. Dev. Din. 219, 1–9 (2000).
11. G.S. Hussey, J.L. Dziki, S.F. Badylak, Rejeneratif tıp için hücre dışı matris bazlı malzemeler. Nat. Rahip Mater. 3, 159–173 (2018).