¿Qué sucede cuando tomas células de embriones de rana y las creces en nuevos organismos que fueron "evolucionados" por algoritmos? Obtienes algo que los investigadores llaman la primera "máquina viviente" del mundo.
Aunque las células madre originales provenían de ranas, la rana con garras africanas, Xenopus laevis - Estos llamados xenobots no se parecen a ningún anfibio conocido. Las pequeñas gotas miden solo 0.04 pulgadas (1 milímetro) de ancho y están hechas de tejido vivo que los biólogos ensamblaron en cuerpos diseñados por modelos de computadora, según un nuevo estudio.
Estos organismos móviles pueden moverse de forma independiente y colectiva, pueden curarse las heridas y sobrevivir durante semanas, y podrían usarse para transportar medicamentos dentro del cuerpo de un paciente, informaron científicos recientemente.
"No son un robot tradicional ni una especie de animal conocida", dijo en un comunicado el coautor del estudio Joshua Bongard, un experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont. "Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable".
Los algoritmos configuraron la evolución de los xenobots. Crecieron de células madre de la piel y del corazón en grupos de tejidos de varios cientos de células que se movieron en pulsos generados por el tejido del músculo cardíaco, dijo el autor principal del estudio Sam Kriegman, un candidato a doctorado que estudia robótica evolutiva en el Departamento de Informática de la Universidad de Vermont, en Burlington. .
"No hay control externo desde un control remoto o bioelectricidad. Este es un agente autónomo, es casi como un juguete de cuerda", dijo Kriegman a Live Science.
Los biólogos alimentaron las restricciones de una computadora para los xenobots autónomos, como la potencia muscular máxima de sus tejidos y cómo podrían moverse a través de un entorno acuoso. Entonces, el algoritmo produjo generaciones de los pequeños organismos. Los bots de mejor rendimiento se "reproducirían" dentro del algoritmo. Y así como la evolución funciona en el mundo natural, el programa de computadora eliminaría las formas menos exitosas.
"Eventualmente, fue capaz de darnos diseños que en realidad eran transferibles a células reales. Eso fue un gran avance", dijo Kriegman.
Los autores del estudio dieron vida a estos diseños, uniendo células madre para formar formas 3D autoalimentadas diseñadas por el algoritmo de evolución. Las células de la piel mantuvieron los xenobots juntos, y el latido del tejido cardíaco en partes específicas de sus "cuerpos" impulsó a los 'bots a través del agua en una placa de Petri durante días e incluso semanas seguidas, sin necesitar nutrientes adicionales, según el estudio. . Los robots incluso pudieron reparar daños significativos, dijo Kriegman.
"Cortamos el robot vivo casi a la mitad, y sus células automáticamente volvieron a cerrar su cuerpo", dijo.
"Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles de estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer", dijo el coautor del estudio Michael Levin, director del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de la Universidad de Tufts en Massachusetts. Esto podría incluir el objetivo de derrames tóxicos o contaminación radiactiva, la recolección de microplásticos marinos o incluso la excavación de placa de las arterias humanas, dijo Levin en un comunicado.
Las creaciones que difuminan la línea entre los robots y los organismos vivos son temas populares en la ciencia ficción; Piense en las máquinas asesinas en las películas de "Terminator" o en los replicantes del mundo de "Blade Runner". La perspectiva de los llamados robots vivos, y el uso de la tecnología para crear organismos vivos, plantea comprensiblemente preocupaciones para algunos, dijo Levin.
"Ese miedo no es irrazonable", dijo Levin. "Cuando comenzamos a jugar con sistemas complejos que no entendemos, vamos a tener consecuencias no deseadas".
Sin embargo, construir sobre formas orgánicas simples como los xenobots también podría conducir a descubrimientos beneficiosos, agregó.
"Si la humanidad va a sobrevivir en el futuro, necesitamos comprender mejor cómo las propiedades complejas, de alguna manera, emergen de reglas simples", dijo Levin.
Los hallazgos se publicaron en línea el 13 de enero en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
