ابتكر العلماء شكلًا جديدًا من “الإنسان الآلي”، وهو ليس مصنوعًا من المعدن والبلاستيك والأسلاك، لكنه يتكون بالكامل من خلايا حية.
يصف باحثون من جامعة “فيرمونت Vermont”، وجامعة “تافتس Tufts” كيف صنعوا أول “آلات حية” من الخلايا المأخوذة من أجنة الضفادع، وقد صُممت هذه الوحوش المصغرة “xenobots” باستخدام خوارزميات تحاكي قوى الانتقاء الطبيعي.
أطلق عليه الباحثون “xenobots” وهي النقط الصغيرة الحجم التي تحتوي على ما يتراوح بين 500 إلى 1000 خلية، والتي تمكنت من التنقل عبر طبق بتري، وتمكنت أيضًا من التنظيم الذاتي ونقل الحمولات الدقيقة. هذه الزينوبوتس “xenobots” لا تشبه أي كائن حي أو عضو واجهناه أو أنشأناه حتى الآن.
إن إمكانيات آلات المعيشة المخصصة المصممة لمجموعة متنوعة من الأغراض، بدءًا من توصيل الأدوية المستهدف إلى المعالجة البيئية، هي أمرٌ رائع للغاية.
وقال عالم الكمبيوتر وأخصائي الروبوتات “جوشوا بونجارد Joshua Bongard” من جامعة “فيرمونت Vermont”: “هذه آلات حية جديدة، إنها ليست روبوتًا تقليديًا ولا نوعًا معروفًا من الحيوانات، إنها فئة جديدة من القطع الأثرية، إنها كائن حي قابل للبرمجة.”
يتطلب تصميم “xenobots” استخدام الحاسوب العملاق، وخوارزمية، التي يمكن أن تجمع عمليًا بضع مئات من خلايا القلب والجلد للضفدع في تكوينات مختلفة، ومحاكاة النتائج.
سيقوم العلماء بتعيين النتيجة المرجوة -مثل الحركة- وستقوم الخوارزمية بإنشاء تصميمات مرشحة تهدف إلى إنتاج تلك النتيجة، وقد تم تصميم الآلاف من تكوينات الخلايا بواسطة الخوارزمية، مع مستويات متفاوتة من النجاح.
تم التخلص من التكوينات الأقل نجاحًا للخلايا، وتم الاحتفاظ بالأنواع الأكثر نجاحًا، وتنقيحها، إلى أن كانت جيدة بقدر الإمكان.
بعد ذلك، اختار الفريق أفضل التصميمات الواعدة للبناء الجسدي باستخدام خلايا مأخوذة من الضفادع الأفريقية الجنينية؛ وذلك باستخدام أدوات جراحية مجهرية وقطب كهربائي.
عندما تم تجميعها أخيرًا، كانت التكوينات في الواقع قادرة على التحرك، وفقًا لعمليات المحاكاة.
تعمل خلايا الجلد لعقد كل شيء معًا، في حين أن انقباض عضلات خلايا القلب تعمل على دفع الكائنات الغريبة.
تحركت هذه الآلات في بيئة مائية تعمل بالطاقة، من قبل مخازن الطاقة، محملة مسبقًا في شكل دهون وبروتينات، لمدة تصل إلى أسبوع دون الحاجة إلى مزيد من العناصر الغذائية.
قام “xenobots” بنقل الأشياء في العالم الواقعي أيضًا، عندما كانت بيئتهم مبعثرة بالجسيمات، عمل “xenobots” تلقائيًا، متحركًا في حركة دائرية لدفع الجسيمات إلى مكان واحد.
وفقًا للباحثين إنه عمل رائع، يمكن أن توفر جهودهم نظرة ثاقبة لا تقدر بثمن حول كيفية تواصل الخلايا والعمل معًا.
وقال عالم الأحياء “مايكل ليفين Michael Levin” -من جامعة “تافتس Tufts”-: “أنت تنظر إلى الخلايا التي نصنعها مع روبوتات “xenobots” الخاصة بنا، وهي جينيًا ضفادع، إن حمضها النووي %100 ضفدع، لكنها ليست ضفادع. يمكن إقناع خلايا الضفادع هذه بصنع أشكال حية مثيرة للاهتمام تختلف تمامًا عما سيكون عليه تشريحها الافتراضي.”
على الرغم من أن الفريق يسميها “كائن حي”، إلا أن ذلك قد يعتمد على كيفية تعريف الكائنات الحية، هذه الكائنات غير قادرة على التطور من تلقاء نفسها، لا توجد بها أجهزة تناسلية، وهي غير قادرة على التكاثر.
عندما تَنفذ الخلايا من العناصر الغذائية، تصبح كائنات “xenobots” ببساطة مجموعة صغيرة من الخلايا الميتة، (وهذا يعني أيضًا أنها قابلة للتحلل، مما يمنحهم ميزة أخرى على الروبوتات المعدنية والبلاستيكية).
على الرغم من أن الحالة الحالية ل”xenobots” غير ضارة نسبيًا، إلا أن هناك إمكانية للعمل في المستقبل لدمج خلايا الجهاز العصبي، أو تطويرها في أسلحة بيولوجية، نظرًا لتزايد مجال البحث هذا، ستحتاج المباديء التوجيهية للتنظيم والأخلاقيات إلى الكتابة والتطبيق والالتزام بها.
وقال “ليفين Levin”: “يمكننا أن نتخيل العديد من التطبيقات المفيدة لهذه الروبوتات الحية التي لا تستطيع الأجهزة الأخرى القيام بها، مثل البحث عن مركبات سيئة أو التلوث الإشعاعي، وجمع البلاستيك الصغير في المحيطات.”
كتابة: شيماء وصفى
تحرير: هاجر هشام
تصميم: عاصم عبدالمجيد
