Робопес з крихітним людським мозком навчився уникати перешкод

Учёные в США наделили робопса крошечным человеческим мозгом, интегрировав его с датчиками и системой управления платформой. Встроенный в робота органоид мозга помог машине быстро научиться избегать препятствий. Однако в своей основе исследование было куда шире — оно было направлено на создание перспективных решений для безопасных интерфейсов связи живого мозга и компьютера.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Выращивание живой нервной ткани из стволовых клеток человека не является чем-то новым. Проблемой остаётся её надёжная стимуляция и создание эффекта старения. Прямая стимуляция электрическим током часто приводит к повреждению тканей. К тому же, от ряда токопроводящих подложек трудно добиться полной биосовместимости, что также вредит развитию нервных тканей и их функционированию. Как вариант возможна полностью безопасная стимуляция светом, но она выполнима только при генной модификации нервных тканей мозга. В таком случае он становится ещё дальше от человеческого.

Наконец, важным для научной работы остаётся вопрос ускоренного старения органоидов — это необходимо для испытания лекарств и изучения болезней мозга. Ждать естественного старения нервных тканей слишком долго. Новое исследование, проведённое в США учёными Калифорнийского университета в Сан-Диего совместно с компанией NeurANO Bioscience, привело к созданию перспективной биосовместимой платформы для выращивания, стимулирования и ускоренного созревания органоидов мозга.

Результатом работы стала платформа GraMOS. В этом случае органоид помещается на атомарно тонкий лист графена, а стимуляция производится световыми импульсами. Взаимодействие фотонов с графеном возбуждает в нём слабые электрические токи, которые стимулируют как рост, так и активность нейронов органоида.

«Это всё равно что слегка подтолкнуть их, чтобы они быстрее выросли. Это необходимо для изучения возрастных заболеваний в лабораторных условиях», — рассказала автор работы и ведущий руководитель Nanotools Bioscience Елена Молоканова. Поскольку стимуляция ускоряет рост нейронов, учёные считают, что это поможет им быстрее изучать заболевания и тестировать лекарства.

«Наша технология устраняет критический пробел в исследованиях органоидов, — заявил Алекс Савченко, генеральный директор Nanotools Bioscience и соавтор исследования. — Она предлагает надёжный и воспроизводимый способ активации нейронов, который может изменить как фундаментальную нейробиологию, так и прикладные исследования».

В качестве практической демонстрации платформы органоид мозга на графене встроили в робопса. После этого он научился определять препятствия и избегать их за 50 мс. Исключительно электронная реализация аналогичного поведения потребовала бы более сложной архитектуры и программирования, тогда как «мозг» обучился на своих ошибках и самостоятельно вырастил нейронные связи для решения задач по ориентированию.

Хочешь узнать больше - читай отзывы