Roti ajurakud juhivad robotit

Tehnika ja eluslooduse sümbioos on jõudnud uuele tasemele:;Briti teadlaste loodud roboti liikumist juhib täiel määral bioloogiline “aju” – laboris roti elusatest närvirakkudest kasvatatud kude.

Readingi ülikoolis ilmavalgust näinud robot Gordon aitab teadlastel loodetavasti paremini mõista, kuidas bioloogiline mälu infot talletab. Kaugemas tulevikus võib neist teadmistest abi olla Alzheimeri ja Parkinsoni tõve ning muude ajuhaiguste ravis.

Gordoni aju kujutab endast Petri tassis elutsevat rakukultuuri, millesse on torgatud umbes 60 elektroodi. Need registreerivad rakkudes tekkivaid elektrisignaale, mille alusel roboti liikumist suunataksegi.

Niipea kui robot mõnele esemele läheneb, suunatakse nendesamade elektroodide kaudu tema biotehislikku ajju roboti sensorseadmetest saadud infot eseme kohta. Vastavalt sellele, kuidas närvirakukultuur infot töötleb, keeratakse roboti rattaid vasakule või paremale, nii et ta esemega kokku ei põrkaks.

”Uurimistöö on erakordselt põnev,” leiab üks põhitegijaid, professor Kevin Warwick. ”Esiteks juhib roboti liigutusi bioloogiline aju. Ja teiseks saame selle aju pealt uurida, kuidas kogemused ajju talletuvad.”

Gordoni aju koosneb 50 000 kuni 100 000 aktiivsest neuronist. Võrdluseks: inimese ajus on närvirakke miljon korda rohkem, umbes 100 miljardit.

Rakud võeti rotiembrüotest, harutati ensüümivannis üksteise küljest lahti ja asetati toitaineterikkast lahusest ümbritsetuna madalasse anumasse, mille kaheksa korda kaheksasentimeetrisest põhjast turritas kümneid elektroodidena toimivaid metalltraate. Et tegu on eluskoega, tuleb seda hoida erilises püsitemperatuuriga kambris. Roboti kehaga suhtleb ajusüsteem traadita Blue­tooth-ühenduse kaudu.

Uude asupaika viidud rotineuronid hakkavad kohe omavahel rakujätkete abil ühendusi looma.

Ligikaudu ööpäeva pärast võib juba märgata, kuidas nende ühenduste kaudu kulgevad rakust rakku spontaansed elektriimpulsid nagu päris roti või ka inimese ajus. Välise stimulatsioonita vaibuks see närvitegevus mõne kuu pärast.

Kehaga infot vahetades suudab Gordoni aju aga iseseisvalt õppidagi. Kui robot näiteks vastu seina põrkab, saab aju tema sensoritest teatavaid elektrisignaale. Järgmistel kordadel oskab ta samasugusele olukorrale juba paremini reageerida.

Tegelikult on Gordon ”lõhestunud isik” – tal on mitu vahetatavat aju, mida teadlased temaga kordamööda ühendavad. Ühe ajuga võib ta olla rahutu ja aktiivne, teisega aga näiteks veidi taipamatu.

Teadusele on seni mõistatuseks, kuidas täpselt on üksikute närvirakkude toimimine seotud organismi kui terviku käitumisega. Readingi uurimisrühm loodab biotehisliku robotiaju närvirakke vaadeldes leida mõne lahendusele viiva niidiotsa.

Eetilistel põhjustel ei ole kavas teha selliseid katseid inimese närvirakkudega. Aga roti neuronid pole kuigi palju kehvemad. Vähemalt Warwick oletab, et erinevused inimese ja närilise intelligentsustasemes tulenevad pigem neuronite kvantiteedist kui kvaliteedist.