Creen els primers biorobots: porten cèl·lules vives de granota i es poden programar

No són robots, ni animals, sinó màquines que es troben entre una cosa i l'altra. Investigadors nord-americans han construït només amb cèl·lules de granota uns robots diminuts, de dècimes de mil·límetre, que actuen per si sols. La recerca es publica a la revista "PNAS" (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Els autors del treball són Sam Kriegman i Josh Bongard, informàtics de la Universitat de Vermont, i Douglas Blackiston i Michael Levin, biòlegs de la Universitat Tufts. A l'inici del seu article comenten que la majoria de tecnologies modernes estan elaborades amb materials sintètics i no biològics perquè són "més fàcils de dissenyar, construir i mantenir". Però afegeixen que materials com acer, ciment, substàncies químiques i plàstics es degraden amb el temps i poden produir efectes perjudicials sobre el medi i sobre la salut.

Per això afirmen que seria útil construir amb materials que s'autorenovin i que siguin biocompatibles, com ara els materials vius. I això és el que han fet. Han construït els seus robots només amb cèl·lules d'embrions de granota amb ungles africana, de nom científic Xenopus laevis. Per això han anomenat les màquines "xenobots".
 

El superdordinador dissenya, el biòlegs construeixen

Però abans calia establir bé el disseny. Durant mesos, els informàtics van fer simulacions de diverses possibilitats en el superordinador Deep Green de Vermont. Van elaborar un algoritme que produïa milers de dissenys possibles i simulava si podien desenvolupar els funcions que els investigadors demanaven, com ara caminar en una direcció.

Els organismes que l'ordinador triava com els més aptes tornaven a ser analitzats amb diferents formes d'assemblatge. Finalment, se'n va triar un nombre limitat.

Després va ser el torn de Michael Levin i del microcirurgià Douglas Blackiston. Allò que havia estat dissenyat pels xips de silici -in silico- passaria a tenir presència viva. Van obtenir les cèl·lules, les van incubar i i amb fòrceps i elèctrodes diminuts les van tallar i ajuntar sota el microscopi tal com l'ordinador havia assenyalat.

El producte final van ser els biorobots d'entre 650 i 750 micres de diàmetre -de 0,65 a 0,75 mil·límetres-, més petits que el cap d'una agulla. El procés s'explica en aquest vídeo:
 

Moviments autònoms

Les cèl·lules eren de la pell i del múscul cardíac. Les primeres formaven una barrera passiva i les altres produïen contraccions que comportaven moviment, tal com preveien els models informàtics. Els robots es movien per si sols i eren capaços d'explorar el seu entorn durant dies o setmanes sense més energia que la que tenien les cèl·lules.

Els investigadors van comprovar que alguns grups de robots es movien en cercles i eren capaços d'empènyer petites boles de forma col·lectiva. Uns altres tenien un forat al mig i van ser capaços de carregar un objecte. Segons Bongard, "és un pas cap a l'ús d'organismes dissenyats per ordinador per administració intel·ligent de fàrmacs".

I aquesta seria una de les utilitats d'aquestes màquines vives, juntament amb altres usos mèdics o amb actuacions per netejar el medi. Podrien desembossar artèries, treballar en entorns radioactius o recollir microplàstics als oceans.

Però, aplicacions a part, els investigadors destaquen que han de servir per comprendre les formes i funcions que les formes vives poden adoptar. Els biorobots presenten formes que no s'han vist a la natura. Les cèl·lules vives s'han unit de manera totalment nova. Així ho explica Joshua Bongard:

"Són noves màquines vives. No són ni un robot tradicional ni una espècie animal coneguda. És una nova classe d'artefacte: un organisme viu programable."

Els sers vius, recorden, es formen i desenvolupen d'acord amb les instruccions de l'ADN. En aquest cas, els robots només tenen ADN de la granota, però no són granotes. Per això, els autors consideren que això pot dur a comprendre millor com sorgeixen formes de vida completament diferents i quins mecanismes les governen.

Els xenobots tenen propietats ben curioses i útils. Així, al cap de set dies, un cop han dut a terme la feina, es biodegraden i deixen només cèl·lules mortes. També es poden partir. Els autors expliquen que van tallar algunes màquines per la meitat i elles mateixes es recosien i seguien actuant.

Els científics fins i tot creuen que, si bé ara algunes etapes de la construcció requereixen intervenció manual, en el futur es podria arribar a una automatització total.
 

Contra les pors, investigació

Tot això no només recorda històries de ciència-ficció, sinó que aixeca temors i preguntes. Levin reconeix que això és lògic:

"Aquesta por no és irracional. Quan vam començar a jugar amb aquests sistemes complexos que no compreníem, anàvem cap a conseqüències inesperades."

Però afegeixen que, si la humanitat vol sobreviure, ha de conèixer com fer emergir propietats complexes a partir d'elements bàsics. Com podem modificar o dissenyar organismes vius. Així ho veu Levin:

"Un primer pas és explorar. Com decideixen els sistemes vius quin comportament han de tenir i com poden manipular les peces per obtenir els comportaments que volem?"

Per això consideren que l'estudi no ha d'espantar, sinó que va en la direcció de poder gestionar aquests temors. Així ho diu Josh Bongard: "Volem comprendre-ho més profundament i saber com podem dirigir-ho i empènyer-ho cap a noves formes".