Yapay zeka tarafından tasarlanmış Xenobot’lar da artık tıp dünyasında yerini almaya başlayabilir. Oluşturulan yapılar biyolojik olarak kendi kendini kopyalama özelliğine sahip. Aynı zamanda da Rejeneratif Tıp için umut verici bir buluş olduğu da düşünülüyor. Tam anlamıyla diyebiliriz ki araştırmacılar tarafından rejenaratif tıpta kullanılabilecek “İlk Yaşayan Robot Oluşturuldu”.
Yaşamın devamı üreme üzerine kuruludur. Milyarlarca yıl boyunca organizmalar, tomurcuklanan bitkiler, hayvanlar ve istilacı virüslere kadar birçok organizma çoğalma yolu ile soylarını sürdürdüler.
Şimdi bilim adamları tamamen yeni bir biyolojik üreme biçimi keşfettiler. Keşifleri ilk kez kendi kendini kopyalayan canlı robotlardı.
İlk canlı robotları (“kurbağa hücrelerinden bir araya getirilen Xenobotlar” – 2020’de rapor edildi) yapan yine aynı ekiptir.
Bilgisayarla tasarlanmış ve elle bir araya getirilmiş organizmalar yüzerek tek hücre bulabilir ve ya da yüzlercesini bir araya toplayabilir.
Pac-Man şeklindeki “ağızlarında” “bebek” Xenobotları bir araya getirebilirler. Birkaç gün sonra da tıpkı kendileri gibi görünen ve hareket eden yeni Xenobot’lar oluşturabilirler.
Vermont Üniversitesi’nde bilgisayar bilimcisi, robotik uzmanı ve yeni araştırmayı birlikte yöneten Joshua Bongard, “Doğru tasarımla bu organizmalar kendiliğinden kopyalarını oluşturacaklar” diyor. Bu araştırmanın sonuçları, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda 29 Kasım 2021’de yayınlandı.
Bir Xenopus laevis kurbağasında, bu embriyonik hücreler gelişerek deriye dönüşmektedir. Tufts Üniversitesi’ndeki Michael Levin “Kurbağa öncesi evrelerden embriyonik hücreleri yeni bir bağlama yerleştiriyoruz. Onlara çok hücreliliklerini yeniden tasavvur etmeleri için bir şans veriyoruz.” şeklinde açıklamada bulunuyor.
Hayal ettikleri şey, deriden çok farklı bir şey. “İnsanlar uzun zamandır hayatın yeniden üretebileceği veya çoğaltabileceği ve de tüm yolları çözdüğümüzü düşündüler.
“Bu hücreler bir kurbağa genomuna sahipler, ancak iribaş olmaktan kurtulduklarında, şaşırtıcı bir şey yapmak için kolektif zekalarını, bir plastisiteyi kullanıyorlar.”
Plastisite; beynin çevre ile olan etkileşiminin ve öğrenme deneyiminin sonucunda, değişme ve yeniden yapılanma kapasitesine sahip olması demektir.
Araştırmacılar daha önceki deneylerde Xenobot’ların basit görevleri başarmak için tasarlanabileceğini görünce şaşırmışlardı.
Şimdi bilgisayar tarafından tasarlanmış bir hücre koleksiyonunun kendiliğinden çoğalacağını görünce ikinci kez şaşırmış durumdular.
Levin’in açıklamaları şöyle;
- “Tam, değiştirilmemiş kurbağa genomuna sahibiz ve bu hücreler yeni görevde birlikte çalışabileceklerine dair bizlere henüz hiçbir ipucu vermedi”.
- “Bunlar, kurbağaların yaptığından çok farklı bir şekilde çoğalan kurbağa hücreleri”.
Yeni çalışmanın baş yazarı Sam Kriegman, bilimin bildiği hiçbir hayvan veya bitki bu şekilde çoğalmaz” diyor.
Yaklaşık 3.000 hücreden oluşan Xenobot ebeveyni kendi başına bir küre oluşturur. “Bunlar üreyebilir, ancak sistem normalde bundan sonra ölür. Aslında sistemin yeniden üretmeye devam etmesini sağlamak çok zor” diyor Kriegman.
Ancak süper bilgisayar kümesi üzerinde çalışan bir yapay zeka ile evrimsel bir algoritma, hücrelerin milyarlarca vücut şeklini (üçgenler, kareler, piramitler, denizyıldızı) test ederek hücrelerin kendi kendilerine hareket etmesine izin verenleri bulmayı başardı.
Yeni araştırmada bildirilen harekete dayalı “kinematik” yapı üreme konusunda daha etkili olabilir.
Kriegman, “UVM(University Of Vermont) süper bilgisayarından ilk ebeveynlerin şeklini nasıl ayarlayacağını bulmasını istedik.
Yapay zeka Pac-Man’e benzeyenler de dahil olmak üzere aylarca çalıştıktan sonra bazı garip tasarımlar buldu” diyor.
“Çok sezgisel olmamakla beraber çok basit görünüyor. Ancak bir insan mühendisin ortaya çıkaracağı bir şey değil. Neden küçücük bir ağız?
Araştırmacıların sonuçları tartışması neticesinde Pac-Man şeklindeki ebeveyn Xenobot’ları yapıldı. Sonra ana babalar çocukları, torunları, torunlarının torunlarını oluşturdular”.
Başka bir deyişle, doğru tasarım nesil sayısını büyük ölçüde artırdı. Kinematik replikasyon, moleküller düzeyinde iyi bilinmektedir.
Ancak daha önce tüm hücreler veya organizmalar ölçeğinde hiç gözlemlenmemiştir.
Prof. Bongard, “Organizmalar veya canlı sistemler içinde daha önce bilinmeyen bir alan olduğunu keşfettik ve bu çok geniş bir alan” diyor.
Peşi sıra şu açıklamaları sıralıyor;
- O zaman o alanı keşfetmeye nasıl başlayacağız?
- Yürüyen Xenobotlar bulduk. Yüzen Xenobotlar bulduk.
- Şimdi, bu çalışmada, kinematik olarak çoğalan Xenobot’ları bulduk. Orada başka ne var?
- Ya da bilim adamlarının yazdığı gibi: “yaşam, yüzeyin hemen altında ortaya çıkarılmayı bekleyen şaşırtıcı davranışlar barındırır.”
Bazı insanlar bu çalışmaları heyecan verici bulabilir. Diğerleri de kendi kendini kopyalayan bir biyoteknoloji kavramına endişeyle, hatta korkuyla tepki verebilir. Bilim insanları için amaç daha derin bir anlayışa sahip olmaktır.
Hayatımızı Etkileyecek Olan Riskler
“En önemli risklerden biri pandemidir. Kirlilikten kaynaklanan ekosistem hasarının hızlanması ve iklim değişikliğinden kaynaklanan artan tehditler” diyor Bongard.
“Bu, kendi kendini kopyalayan sistemleri incelemek için ideal bir sistem. Onu kontrol edebileceğimiz, yönlendirebileceğimiz, söndürebileceğimiz, abartabileceğimiz koşulları anlamak için ahlaki bir zorunluluğumuz da var.”
Bongard, COVID salgınına ve aşı arayışına işaret ediyor. “Çözüm üretme hızımız çok önemli. Teknolojiler geliştirebilirsek, Xenobots’tan öğrenerek yapay zekaya hızlıca şunu söyleyebiliriz: “X ve Y’yi yapan ve Z’yi bastıran biyolojik bir araca ihtiyacımız var” – bu çok faydalı olabilir.
Bugün, bu çok uzun zaman alıyor.” Ekip, insanların bir sorunu tanımlayıp ve bu soruna hızlıca çözüm üretmeyi hedefliyor.
“Mikroplastikleri su yollarından çıkarmak veya yeni ilaçlar oluşturmak için canlı makinelerin kullanılması gibi” diyor Bongard.
“Karşılaştığımız zorluklarla aynı oranda büyüyen teknolojik çözümler yaratmamız gerekiyor” diyor.
Ve ekip, rejeneratif tıbba yönelik ilerlemeler için araştırmalarda umut görüyor.
Levin, “Hücre koleksiyonlarına, istediklerimizi yapmalarını nasıl söyleyeceğimizi bilseydik, nihayetinde, bu rejeneratif tıptır.
Travmatik yaralanma, doğum kusurları, kanser ve yaşlanmanın çözümü bulabiliriz” diyor.
“Bütün bu farklı problemler burada çünkü hangi hücre gruplarının inşa edileceğini nasıl tahmin edip kontrol edeceğimizi bilmiyoruz. Xenobot’lar bize öğretmek için yeni bir platform.”
Kaynak: scitechdaily
