Ako myslí myš? Vedci implantovali hlodavcom do hláv ľudské neuróny

Vedci týmto výskumom otvorili dvere novým netušeným spôsobom testovania liekov a skúmania ochorení mozgu, ako detská mozgová obrna, poznamenal pre časopis Nature vedúci tímu Sergiu Pașca.

Prestížny vedecký časopis, ktorý príslušnú štúdiu vydal 16. septembra, doplnil aj fakt, že pred výskumom Pașcu a jeho spolupracovníkov bolo omnoho náročnejšie vypestovať ľudské organoidy v myšiach, pretože prirodzený rast mozgov hlodavcov predbehol implantované časti.

„Teraz máme k dispozícii nový, veľmi výkonný systém na pochopenie toho, čo robí ľudský mozog jedinečným a mimoriadne náchylným na ochorenia“, dodal vedúci.

Vedecké portály nazývajú takto upravené zvieratá „neurochimérickými“ podľa starogréckej mýtickej beštie Chiméra, ktorá pozostávala z viacerých organizmov (konkrétne lev, koza a had). Chimérizmus ako biologický jav je však celkom bežný, poznajú ho najmä matky, ktorých telá vstrebávajú drobné fragmenty DNA ich dieťaťa počas tehotenstva (konkrétne mikrochimérizmus).

Laboratórna verzia tohto procesu vyvoláva celú sériu etických otázok. Autori štúdie však obavy odmietli s tým, že sa počas celého výskumu radili s príslušnými panelmi bioetikov a dostali aj schválenie od federálnych úradov (NIH).

Transplantáciu kvázi ľudských nervových buniek načasovali hlavní autori štúdie Konstantin Kaganovsky, Kevin W. Kelley, Tilo Gschwind a Paul M. Harary pár dní po narodení mláďat, avšak pred tým, ako sa vytvorila väčšina nervových prepojení. To podľa neurobiologičky Madeline Lancasterovej z Cambridgskej univerzity zabránilo tomu, aby implantát ovládol celého hlodavca.

„Cieľom tu zjavne nie je vytvoriť myš, ktorá by bola superinteligentná – a ani by nebola,“ povedala pre Nature. Cieľom je mať ľudské mozgové tkanivo v realistickom telesnom prostredí, „aby sme ho mohli začať využívať na pochopenie ľudskej neurobiológie a neurologických ochorení u ľudí“, dodala Lancasterová, ktorá sa na štúdii nepodieľala.

Osobitným prekvapením pre Pașcov tím bolo objavenie takzvaných von Economových neurónov. Tie objavil a opísal rakúsky neurológ rumunského pôvodu barón Constantin von Economo v roku 1925, u vyšších cicavcov sú zrejme zodpovedné za spoločenské vnímanie a rozhodovanie – aspoň v ľudskom mozgu tvoria centrá zodpovedné za túto činnosť.

Keďže neurológia v súčasnosti predpokladá, že poškodenie či ubúdanie von Economových neurónov je jedným z faktorov frontotemporálnej demencie, ponúka sa aj ďalšie odvetvie, ktorému by myši s poloľudskými mozgami mohli pomôcť. Okrem toho Pașca a jeho tím vyjadrili nádej na výskum ochorení ako Alzheimerova choroba či dokonca niektoré typy autizmu.

Termín „organoid“ presne vysvetlil podobne prestížny časopis Science. Ide o typ tkaniva, ktoré vedci vypestujú z kmeňových buniek, pričom samotné tieto bunky pochádzajú z preprogramovania ľudských kožných buniek. V procese koža – kmeňová bunka – neurón sa však mení len forma, ľudská DNA ostáva rovnaká.

Tieto mozgové organoidy „preukázali pozoruhodnú schopnosť samoorganizácie a napodobňovania niektorých vlastností vyvíjajúceho sa mozgu“, podotkol časopis. V laboratórnych Petriho miskách (in vitro) však tieto hybridy nie sú schopné imitovať bežné fungovanie pôvodných orgánov – čo v myších hlavách dokážu.

Teraz to boli myši. Čo ďalej?

Výskum Pașcovho tímu však ukázal aj ďalšiu stránku tohto odvetvia – organoidy sa nepovažujú za úplných ľudí, čo ich vyníma z inak prísnych etických pravidiel. Dôkazom toho je skutočnosť, že Kaganovsky, Kelley, Gschwind a Harary spolupracovali s bioetickou komisiou Stanfordu, ktorá ich výskum v konečnom dôsledku povolila.

To je zároveň dôvod používania výrazu „kvázi ľudské“ bunky či tkanivá. Do tejto kategórie rovnako spadajú aj celé telesné systémy s názvom bodyoidy, ktorým sa Štandard venoval v polovici augusta.

V podstate ide o ľudský klon bez hlavy či bez mozgu, čo podľa teoretikov tohto konceptu bráni vnímaniu bolesti. Ak by išlo o človeka, ten by trpel v dôsledku vivisekcie – doslova rezania do živého, ktoré sa dnes považuje za neetické aj na zvieratách. Súčasná etika považuje vivisekciu za zákrok na podobnej úrovni ako mučenie.

Práve táto dilema, uprostred ktorej stoja dodržiavanie etických zásad a snaha o pozorovanie vývoja ľudských buniek v živom prostredí, otvorila dvere „kvázi ľuďom“ z množiny bodyoidov. Firma R3 Bio, ktorej sa článok venoval, zatiaľ pracuje s nedokonalými klonmi šimpanzov, ktoré nazýva „orgánovými vakmi“ (organ sacks).

Do kalifornskej firmy investoval pomerne neznámy singapurský fond Immortal Dragons, ktorý financoval najmenej 15 podobne zameraných výskumných spoločností, uvedených na webstránke fondu.

Štandard sa v článku zo 16. augusta venoval aj kontroverznému odvetviu menom Organoid Intelligence (OI). To je názov konceptu, ktorý prepája umelú inteligenciu a klonovanie buniek a tkanív a nepracuje výlučne na báze hliníka a elektriny, ale s použitím kvázi ľudských neurónov, ktoré vo forme matrice slúžia na prenos dát.

Len desať dní predtým spustili v ostrovnom štáte prototyp OI dátového centra.

Lekárska fakulta Yong Loo Lina Národnej univerzity v Singapure predstavila spolu s firmami Day One a austrálskou Cortical Labs (ktorá je premiantom v oblasti biologického computingu) prototyp dátového centra CL1. Skratka sa odvoláva na poslednú menovanú spoločnosť, ktorá zadovážila neurálne systémy, známe ako „wetware“ – mokrý hardvér.

Profesor neurovied Rickie Patani viedol proces pestovania organoidov, ktoré následne použili ako základ na „mokré“ procesory. Tých je v novom zariadení zatiaľ len dvadsať, už teraz však pozorovali potenciálny pokles spotreby energie oproti čisto kremíkovým zariadeniam.

Nasledovníci prvého wetware vývojára Williama Ditta predstavili OI ako budúcnosť technologického vývoja práve z tohto dôvodu. Neurálna matrica spotrebúva menej elektriny na svoje fungovanie. Aj zakladateľ Facebooku Mark Zuckerberg v minulosti hovoril o energii ako o „lieviku“, cez ktorý neprejde väčšina firiem venujúcich sa AI.

Cortical Labs sa už pritom zviditeľnila podobnými experimentmi. V roku 2022 naučila kolóniu 800-tisíc neurónov hrať starú arkádovú hru Pong, o tri roky neskôr spustili výrobu CL1 pre súkromných vývojárov – ide o programovateľnú platformu 200-tisíc neurónov napojených na 59 elektród, ktoré fungujú ako procesor.

Neuróny sa programujú v systéme Python API, a to aj na diaľku cez vlastný systém Cortial Cloud, a tento rok naučili menšiu kolóniu hrať aj známu hru Doom. Serverový rack v Singapure (na ktorom sú bioprocesory umiestnené) pritom spustili asi šesť mesiacov po oficiálnom uzavretí trojstranného partnerstva.

Medzinárodný referenčný portál Biocomputers opísal spustenie prototypu dátového centra ako ďalší z evolučných skokov v oblasti wetware, pripomenul však aj niektoré odvrátené stránky. Napriek nižšej spotrebe elektrickej energie vstupuje do výpočtu životnosti serverového racku fakt, že stále ide o živé bunky, ktoré starnú a môžu sa správať náhodne.

Prvý rack dokonca nespustili v Singapure, ale v domovskom meste Melbourne, kde pracuje 120 kvázi ľudských neurónových organoidov.

Tieto a podobné portály už neuvažujú ani nad tým, ako frázu „pestovanie neurónov do dátových centier“ vníma bežný obyvateľ západného sveta. Znepokojenie zo straty ľudskosti pre nich nepredstavuje skutočný argument, hoci práve na to v odvetví figurujú etické komisie.

Aby kontroverzií nebolo málo, jedným z prvých investorov do austrálskej spoločnosti je americká investičná firma In-Q-Tel. Tá je neoficiálnym finančným ramenom Ústrednej spravodajskej služby (CIA), ktorá investičný fond využívala aj ako formu mäkkej sily (soft power).

Aj bez toho je však širší kontext viac než znepokojivý. Fakt, že sa ľudské bunky dajú preprogramovať na neuróny a využívať ako procesory v dátových centrách, je sám osebe hrozivý. K tomu však treba pripočítať aj obavy z čoraz ťažšie ovládateľnej AI, do ktorej sa tieto nové objavy zavádzajú.

Nedávne incidenty, pri ktorých sa roje AI agentov nabúrali do nič netušiacich databáz, rastúci počet prípadov samovylepšovania, klamania či neposlúchania ľudských príkazov a využívanie umelej inteligencie na špehovanie a vojenské plánovanie sú akoby vystrihnuté z akéhosi dystopického scenára. Na ňom sa niektorí z nás budú podieľať viac ako ostatní – svojou DNA.