Учёные из Университета Тафтса и Института Вайсс для биоинспирированной инженерии при Гарвардском университете сообщили о создании первых нейроботов — живых организмов с примитивной нервной системой, не имеющих аналогов в природе. Это крошечные структуры из клеток эмбрионов африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis), которые способны самостоятельно перемещаться в воде за счёт ресничек и реагировать на химические сигналы благодаря настоящей биологической нервной системе: живым нейронам с аксонами (длинными отростками для передачи сигналов), дендритами (ветвями для приёма сигналов), синапсами (соединениями между нейронами) и электрической активностью.
История началась в 2020 году, когда та же команда под руководством профессора Майкла Левина создала ксеноботов — простые самоорганизующиеся структуры из клеток кожи лягушек, которые плавали, самовосстанавливались и даже собирали копии из свободных клеток. Нейроботы стали следующим шагом. Клетки кожи из эмбриона лягушки помещают в чашку Петри. За тридцать минут они сворачиваются в сферу, покрытую ресничками (крошечными волосковыми отростками), которые синхронно двигаются и позволяют им перемещаться. В этот короткий момент формирования микроорганизма учёные имплантируют внутрь нейронные прекурсоры — клетки, «запрограммированные» стать нейронами. Дальше биология берёт своё: через двое суток нейроны созревают, выпускают отростки, соединяются между собой и с поверхностными клетками тела.
Нейроботы крупнее своих предшественников, имеют другую форму, живут 9–10 дней и не размножаются самостоятельно. Полученные микроорганизмы почти не стоят на месте, а двигаются сложными повторяющимися траекториями. Чтобы убедиться, что именно нервная система управляет их поведением, учёные применили препарат PTZ (пентилентетразол) — вещество, которое блокирует ГАМК-рецепторы (тормозные рецепторы нейронов) и вызывает у животных судороги. У обычных биоботов PTZ снизил активность. У нейроботов реакция оказалась непредсказуемо разной: одни ускорились, другие изменили шаблоны движения. Это прямое свидетельство того, что нервная система активна и реально влияет на поведение.
Ещё один неожиданный результат — генетический анализ показал активацию генов, связанных со зрительной системой лягушки. Нейроботы, у которых нет глаз и никогда не было эволюционной истории со зрением, как будто готовятся его развить.
Нейроботы перспективны для регенеративной медицины (восстановление повреждённых тканей, органов или их функций с помощью активации собственных стволовых клеток организма или трансплантации клеток). Собранные из клеток пациента, они могут доставлять лекарства в мозг или сосуды без отторжения, ремонтировать повреждения спинного мозга, сетчатки или нейронные ткани (как антроботы из человеческих клеток). Это платформа для тестирования терапии Альцгеймера, Паркинсона и травм, а также мониторинга организма.
Перспективы развития открытия нейроботов огромны и поражают воображение. В ближайшие 2–5 лет команда Майкла Левина планирует интегрировать полноценные сенсорные системы (фоторецепторы для реакции на свет, хеморецепторы для химических сигналов), продлить жизнь микроорганизмов за пределы 10 дней и добиться базового «обучения» через опыт, как у простейших червей. К 2030 году возможны первые клинические тесты: персонализированные нейроботы из человеческих клеток для регенерации спинного мозга, доставки лекарств в мозг при болезнях Альцгеймера и Паркинсона, а также ремонта сетчатки глаза. Долгосрочная цель — гибридные био-интерфейсы «мозг-машина» без электроники, синтетическая биология для моделирования мозга и экологические приложения (очистка водоёмов). Это ускорит регенеративную медицину, но потребует строгих этических норм и протоколов безопасности против неконтролируемого размножения клеток.
