یه خبر فوق‌العاده جالب برات دارم! دانشمندای آمریکایی تونستن با استفاده از گرافن (یه جور ماده عجیب که فقط یه اتم ضخامت داره و از کربن ساخته شده!) و نور، یه سگ رباتی رو تو آزمایشگاه کنترل کنن و مغز مصنوعی، ولی واقعی، رو سریع‌تر از همیشه رشد بدن! خب بذار همه چی رو از اول برات تعریف کنم تا داستان دستت بیاد…
ماجرا رو محققای دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیگو و مرکز سلول بنیادی Sanford راه انداختن. اونا با کمک یه روش باحال به اسم “تحریک نوری میانجی گرافن” یا GraMOS – که یعنی گرافن رو به کار می‌برن تا با نور به سلول‌های مغز سیگنال بدن – تونستن مغز انسان رو تو آزمایشگاه مثل یه مدل کوچیک بسازن و حسابی رشد بدنش رو سرعت بدن. مغز مصنوعی که از سلول‌های بنیادی درست میشه رو بهش میگن “ارگانوئید مغزی”؛ یعنی مدل سه‌بعدی کوچیکی از مغز واقعی که میشه تو آزمایشگاه روش تحقیق کرد. با این مغزهای کوچیک خیلی راحت میشه بیماری‌هایی مثل آلزایمر رو بررسی کرد، ولی یه مشکل بزرگ داشتن: خیلی کــنـد رشد می‌کردن و واسه بیماری‌های طولانی‌مدت فایده‌شون کمتر بود.
قبلاً واسه تحریک ارگانوئیدها از روشایی مثل اپتوژنتیک استفاده می‌کردن – یعنی به صورت ژنتیکی، نورپذیرشون می‌کردن که خب هم دردسر داره، هم امن نیست و دستکاری ژنی هم قاطی ماجرا میشه؛ یا با جریان برق تحریکشون می‌کردن که این کار می‌تونه بافت حساس مغز رو خراب کنه. اما حالا با استفاده از گرافن، اتفاق جدیدی افتاده! خاصیت اپتوالکترونیکی گرافن (یعنی این که می‌تونه نور رو به سیگنال الکتریکی خیلی ملایم تبدیل کنه) باعث میشه نور به‌جای آسیب رسوندن، آروم به عصب‌ها پیام بده و رشدشون رو جلو بندازه.
خانم Molokanova که مخترع این سیستم و مدیرعامل NeurANO Bioscience هم هست، میگه ما یه جور ساز زدن ملایم برای مغز ساختیم! یعنی به سلولای عصبی یه هل کوچولو میدیم تا سریع‌تر رشد کنن – مخصوصاً وقتی بخوایم بیماری‌های مربوط به سن رو تو آزمایشگاه بررسی کنیم. اینجوری دانشمندها سریع‌تر می‌تونن بررسی کنن که بیماری چطور پیشرفت می‌کنه یا داروها چقدر اثر دارن. تازه این روش هیچ دستکاری ژنتیکی لازم نداره، پس کلی ایمن‌تره و راحت‌تر هم میشه گسترشش داد.
حالا قسمت باحال ماجرا: اومدن این مغزهای کوچیکِ مجهز به گرافن رو به سنسورهای یه سگ ربات وصل کردن. وقتی ربات سر راهش یه مانع می‌بینه، سریع یه سیگنال می‌فرسته به ارگانوئید؛ اونم مثل یه مغز واقعی جواب میده و سگ ربات مسیرش رو عوض می‌کنه! کل این حلقه حسی-حرکتی در کمتر از ۵۰ میلی‌ثانیه انجام میشه؛ یعنی یه ارتباط خیلی سریع و طبیعی بین مغز مصنوعی و ربات.
این یعنی چی؟ یعنی دیگه داریم وارد دورانی میشیم که سلولای زنده مغز و دستگاه‌ها می‌تونن با هم صحبت کنن! دانشمندا میگن این سیستم‌های نئوروبیوهیبرید (یعنی ترکیب سلول زنده و تکنولوژی) می‌تونن آینده پروتزها، ربات‌های هوشمند و حتی کامپیوترهای زیستی رو عوض کنن. برعکس چیپ‌های الکترونیکی خشک و خالی، این ارگانوئیدها قابلیت نوروانعطاف‌پذیری (یا همان neuroplasticity اما یعنی یاد گرفتن و سازگار شدن با تجربه جدید) دارن و می‌تونن واقعا آموزش ببینن! حتی یکم بلندپروازانه‌تر فکر کنیم، شاید یه روز مغزهای مصنوعی بتونن با مغز آدما یا با همدیگه هم ارتباط بگیرن.
طبق گفته آلیسون مووتری، رئیس مرکز تحقیقات و یکی از نویسنده‌های تحقیق، این قابلیتِ رشد دادن سریع‌تر این مغزها می‌تونه تحولی در درمان بیماری‌ها، مهندسی بافت، رباتیک و حتی هوش مصنوعی ایجاد کنه.
مووتری گفته: “این فقط شروعشه! ترکیب انعطاف و قدرت گرافن با ارگانوئیدهای مغزی می‌تونه تعریف جدیدی از علم اعصاب بسازه؛ هم واسه شناخت بهتر مغز و هم ساخت تکنولوژی‌های کاملاً تازه.”
این پژوهش که واقعاً مرزهای علم عصب‌شناسی رو جابه‌جا می‌کنه، به‌تازگی توی نشریه معتبر Nature Communications چاپ شده. خلاصه که باید منتظر بمونیم و ببینیم این فناوری، دیگه چه شگفتی‌هایی رو برامون می‌سازه!
منبع: +
