نجح باحثون من جامعة فيرمونت في خلق أشكال حياة جديدة بمساعدة الذكاء الاصطناعي عندما تم استخدام أجنة الضفادع كمادة خام. خطوة أولى في مجال البيولوجيا التركيبية. ويطلق الباحثون على الكائنات الجديدة اسم "xenobots" أي الحياة الخارجية
ماذا لو أخبرتك أنه يمكننا أخذ جنين بشري في المراحل الأولى من التطور، وتفكيكه إلى جميع خلاياه، ومن ثم إعادة تجميعها بطريقة جديدة ومختلفة - وتحويله إلى كائن حي صغير، قادر على السباحة و حتى التكاثر؟
وإذا لم يكن كل ذلك كافيًا لإثارة حاجبيك، فإليك نقطة أخرى: الباحثون الذين فعلوا ذلك، اتبعوا تعليمات الذكاء الاصطناعي التي أوضحت لهم كيفية إعادة تجميع الخلايا معًا للحصول على المخلوق المطلوب.
زاحف ، قليلا؟ نعم. ولكن هذا هو بالضبط ما فعلته مجموعتان بحثيتان تعاونتا في العامين الماضيين، مع اختلاف بسيط واحد: ليس في الأجنة البشرية، ولكن في أجنة الضفادع. ومع ذلك فإن المبدأ في نظره قائم.
بدأ كل شيء قبل عام، عندما استخدم الباحثون في جامعة فيرمونت حاسوبًا فائقًا لتصميم كائنات بيولوجية في تكوين جديد تمامًا لم يحدث بشكل طبيعي من قبل. أعاد العلماء هندسة الخلايا الحية التي جاءت من أجنة سمك الزرد، وقاموا بتجميعها لتكوين أشكال حياة جديدة. يمكن للكائنات الحية الجديدة، التي أطلق عليها الباحثون اسم "xeno-bots" (xeno، أو xeno، تعني "خارجي") أن تتحرك نحو هدف معين وتشفى نفسها إذا تم قطعها.
وقال جوشوا بونجارد، أحد مطوري زينوبوت، في ذلك الوقت: "هذه آلات حية جديدة". "إنهم ليسوا روبوتات تقليدية أو نوعًا معروفًا من الحيوانات. هذا نوع جديد من الملحقات: كائن حي قابل للبرمجة.
إن الطريقة التي تم تصميم الروبوتات بها تذكرنا بشكل غريب بالطريقة التي تطورت بها الكائنات الحية على الأرض، في عملية تطورية استغرقت مئات الملايين من السنين. ولكن من خلال محاكاة تم تشغيلها على الكمبيوتر العملاق، حدث كل هذا التطور على مدار أشهر فقط. وقام الباحثون بتشغيل خوارزمية تطورية على الكمبيوتر، والتي توصلت إلى آلاف الأفكار المحتملة لتطوير أشكال الحياة الجديدة. وحدد العلماء الهدف النهائي للكمبيوتر: على سبيل المثال، إعطاء تلك المخلوقات القدرة على الحركة. استمر الكمبيوتر في تجميع – تفكيك وإعادة تجميع – الكائنات المعقدة إلى آلاف الأشكال الجديدة والفريدة من نوعها. كان القيد الوحيد الذي تم وضعه للكمبيوتر العملاق هو الفيزياء الحيوية لخلايا الضفادع الفردية، حيث عرف الباحثون أن هذه هي "Legos" التي سيتعين عليهم استخدامها في النهاية لتنفيذ خطط الكمبيوتر.
تطلبت العملية برمتها حوالي مائة جولة، قبل أن يقرر الباحثون أن النتائج - وهي أفكار لتجميع الكائنات الحية من خلايا الضفادع - كانت متقدمة بما يكفي لتبرير تطورها في العالم المادي.
ثم بدأ فعل فرانكنشتاين الحقيقي.
قام الباحثون، هذه المرة من جامعة تافتس وبالتعاون مع جراح مجهري ذي خبرة، بجمع الخلايا الجذعية من أجنة الضفادع. لقد سمحوا للخلايا بالنمو والتكاثر، ثم استخدموا ملقطًا صغيرًا لقطع الخلايا ووضعها مرة أخرى تحت عدسة المجهر، وفقًا للأنماط التي صممها لهم الكمبيوتر - والتي لم يتمكنوا حتى من فهمها تمامًا، بسبب فهمهم البشري المحدود .
تم ربط الخلايا بطرق لم يسبق لها مثيل في الطبيعة، لكن الكمبيوتر خطط بشكل جيد، وبدأوا العمل معًا ضد كل التوقعات. انضمت خلايا الجلد معًا لتشكل بنية مستقرة، بينما بدأت خلايا عضلة القلب في تنسيق انقباضاتها لإنتاج حركة للأمام.
كانت روبوتات Frankenstein xenobots قادرة على التحرك بكفاءة واستكشاف المناطق المحيطة بها لعدة أيام وحتى أسابيع. وقد لوحظ أنهم يتحركون في دوائر، بينما يدفعون الفتات إلى مركز الدائرة - كل هذا بشكل عفوي وجماعي. تم إعادة تصميم روبوتات xenobots أخرى وبناؤها بفتحة في المنتصف - والتي كان من المفترض أن تسمح لها بحمل الأشياء في وسط الحفرة. وكان الأمل أن يتمكنوا، على سبيل المثال، من إرسال المواد الطبية إلى مناطق الجسم التي تحتاج إليها[1].
كل هذا، كما ذكرنا، حدث قبل عام. وبينما كان الجميع منشغلين ببيبي وترامب، وفيروس كورونا والدوري الأميركي لكرة السلة للمحترفين، كان الكمبيوتر العملاق يصمم كائنات حية جديدة تمامًا.
لكن كل هذا كان مجرد مقدمة للحاضر. لأنه الآن، في نهاية عام 2021، بدأت الزينوبوتس أيضًا في التكاثر بمفردها.
قرر نفس الباحثين من العام الماضي أن يطلبوا من الكمبيوتر العملاق تصميم نوع جديد من الكائنات الحية: كائن قادر على تكرار نفسه. أجرى الكمبيوتر بضعة ملايين أخرى من السنين من التطور في بضعة أشهر فقط، واقترح طريقة جديدة لربط خلايا الضفدع معًا. لقد كدح الجراحون المجهريون في إنشاء روبوتات جديدة وانتظروا.
ولم يكن عليهم الانتظار طويلا.
استكشفت أجهزة xenobots الجديدة محيطها المائي، ولم تضيع الكثير من الوقت قبل البدء في مهمة الاستنساخ. لقد جمعوا خلايا فردية من المحلول، وضموا المئات منها معًا وقاموا بتجميعها لتكوين أطفال زينوبوت. وبعد بضعة أيام، تحول هؤلاء الأطفال إلى روبوتات زينوبوت كاملة تشبه والديهم تمامًا ويمكنها التحرك بمفردها.
ماذا فعلت الزينوبوتس الجديدة؟ اجمع خلايا جديدة من المحلول المحيط وقم بتجميع نسخ جديدة من نفسها. مجددا ومجددا ومجددا.[2]
"هذه خلايا الضفادع تتكاثر بطريقة مختلفة تمامًا عن الطريقة التي تتكاثر بها الضفادع. وقال سام كريجمان، الباحث الرئيسي في الدراسة الحالية: "لا يوجد حيوان أو نبات معروف للعلم يتكاثر بهذه الطريقة".
وقال كريغمان: "لقد طلبنا من الكمبيوتر العملاق في جامعة فيرمونت معرفة كيفية تعديل شكل الوالدين البدائيين، وتوصل الذكاء الاصطناعي إلى بعض التصاميم الغريبة بعد أشهر من العمل، بما في ذلك تصميم يشبه بكمن". "إنه أمر غير بديهي للغاية. يبدو الأمر بسيطًا جدًا، لكنه ليس شيئًا قد يفكر فيه مهندس بشري. لماذا واحدة صغيرة هنا؟ لماذا ليس خمسة؟ لقد أرسلنا النتائج... وقام ببناء هذه الروبوتات على شكل بكمن. وبعد ذلك قام هؤلاء الآباء بتربية الأطفال، الذين قاموا بتربية الأحفاد، الذين قاموا بتربية أحفاد الأحفاد، الذين قاموا بتربية الأحفاد".[3]
بطريقة ما، تتغلب تقنية ربط الجسم (كما أسميها) على المشكلة الكبيرة المتعلقة بالهندسة الوراثية: حقيقة أننا مازلنا نكافح من أجل فهم علم الوراثة المعقد للخلايا. فهو يركز على الخلايا نفسها كوحدات نفهم كيفية عملها، ويتيح لنا إنشاء آلات حية ذات خصائص مختلفة ومثيرة للإعجاب. هناك فرصة جيدة لأن تجد الروبوتات بأنواعها المختلفة طريقها إلى السوق لأداء عدد لا يحصى من المهام الصغيرة، قبل أن تحصل البكتيريا المعدلة وراثيا على موطئ قدم جيد في الصناعة.
وبشكل أساسي، لماذا نكتفي بالآلات الصغيرة؟ ألن يكون الذكاء الاصطناعي الأقوى قادراً على تصميم مخلوقات أكبر حجماً - ولنقل بحجم الفأرة - والتي تتكون من مجموعة من الخلايا التي تؤدي وظائف مختلفة وغريبة؟ هل سيكون لديهم قلب مغلف بالجلد لحمايته؟ ربما قتال الكلاب بالدروع العظمية كوسيلة لحماية أنفسهم من الرصاص والشظايا؟ ربما الأبقار في الضرع الصغير الذي يتكون من ضرع واحد كبير، ووظيفتها كلها هي إعطاء الحليب باستمرار؟
إزعاج؟ فظيع؟ مثير؟ نعم لكل شيء.
سيقول البعض أن هذا انتهاك صارخ لقوانين الطبيعة. ولكن دعونا نواجه الأمر: لم تعد قوانين الطبيعة تنطبق علينا منذ فترة طويلة، في عالم حيث يمكننا إيقاف الفيروسات باللقاحات، أو قطع الحبال السرية بالمقص. لذا، نعم، فنحن نقوم بتفكيك أجنة الضفادع إلى قطع صغيرة ومن ثم نلحمها معًا مرة أخرى بطريقة مختلفة، لكن هذه الخلايا ليس لديها وعي خاص بها. إنها مجرد آلات صغيرة ترتبط ببعضها البعض لتكوين آلات أكبر بدون أدمغة أو وعي. لا أرى مشكلة أخلاقية هنا.
ويزعجني أكثر سؤال آخر: ما هي إساءة الاستخدام التي يمكن العثور عليها لهذه التكنولوجيا؟ وسيكون الذكاء الاصطناعي الذي صمم الروبوتات Xenobots قادراً على العمل في غضون عقد من الزمن على أجهزة كمبيوتر أرخص بكثير، وحتى التحليل الجزئي سيكون قادراً على تسليمه إلى الروبوتات المتخصصة. هل سيكون من الممكن مطالبة الذكاء الاصطناعي في المستقبل بتطوير روبوتات زينوبوت قادرة على تحطيم جزيئات البلاستيك الدقيقة في الماء؟ ربما لذلك. نتجول في أجسادنا وننظف الشرايين؟ ممكن بالتأكيد. يتجول في أجسادنا ويأكل شراييننا؟ لا شك على الإطلاق.
ماذا ستفعل البشرية بالقوة العظمى التي تقع في حضنها؟ ربما كان هذا هو السؤال الذي طرحه الكبار في كل جيل على أطفالهم، ومع ذلك فإن تغييرات اليوم تأتي بشكل أسرع من أي وقت مضى، ومع إمكانات أكبر لتغيير العالم.
هذه أشياء يجب أن نفكر فيها، لأنه لا يخطئن أحد: إن الـ xenobots موجودة بالفعل في المختبرات، وقريبًا ستظهر بيننا. ربما ستكون أكبر، وربما سنطور كائنات حية بحجم الكلاب أو البشر، بأشكال غريبة تناسب بشكل خاص المهام المخصصة لها. ربما لن تكون هذه الكائنات روبوتات xenobots بحكم التعريف، بل كائنات حية تم هندستها وراثيا لأغراض مختلفة.
وفي كلتا الحالتين، فإن عصر البيولوجيا التركيبية - عصر الآلات الحية - قد وصل بالفعل.
الآن علينا أن نفكر في مكاننا في تلك الحقبة.
[1] https://scitechdaily.com/first-living-robots-created-by-assembling-living-cells-from-frog-embryos-into-entirely-new-life-forms/
[2] https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
[3] https://scitechdaily.com/xenobots-scientists-build-the-first-ever-living-robots-that-can-reproduce/
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
