Профессор В. Миронов об успехах в биоинженерии - прямой эфир "Правды.Ру"

Может ли человек создавать таких существ, которых не могла до этого сотворить природа путем эволюции? Профессор Владимир Александрович Миронов считает, что да. Во время прямого эфира "Зачем нужны биороботы?", который проходил в студии "Правды.Ру", он рассказал о том, какие успехи были достигнуты в последнее время в этой отрасли биоинженерии.

По мнению некоторых ученых, которые занимаются разработкой технологий, позволяющих создавать синтетических живых существ, сейчас начинается эпоха, когда традиционные роботы, сделанные из металла и пластика, постепенно уступят свое место биороботам. Но так ли это на самом деле? Научный руководитель лаборатории "3D биопринтинг солюшен" профессор Владимир Миронов считает, что подобный прогноз несколько преждевременный. Однако, по его мнению, перспективы у биороботов самые широкие. И, что, самое главное, уже имеются воплощенные в жизнь технологии создания подобных существ.

Во время прямого эфира "Зачем нужны биороботы?", который проходил в видеостудии "Правды.Ру", Владимир Александрович отметил, что: "Пока еще преждевременно использовать термин "биоробот" — их еще по большому счету нет. Имеется работа, описывающая процесс создания искусственной медузы — для этого взяли тонкий полимер, посадили на него клетки сердца. Кардиоциты стали сокращаться, в результате чего искусственная медуза смогла плавать. Больше же пока ничего подобного не создавали.

Впрочем, у меня есть один проект по созданию некоего искусственного существа. Оно, как и обычный робот, должно иметь три основных элемента: это сенсор, который реагирует на внешний раздражитель, потом — трансдюсер, структура, которая передает сигнал, ну и, наконец, актуатор — нечто, совершающее механическую работу. Например, это может быть сокращение мышц, приводящее к движению хвоста.

Все составляющие для такого биоробота уже есть: недавно японцы смогли вырастить из эмбриональных клеток настоящий функционирующий глаз. Также американские и японские исследователи смогли вырастить искусственные нейронные сети — это трансдюсер. А ученые из Флориды создали нейромышечное соединение — вот вам и место контакта трасдюсера с акутатором. То есть все элементы этого робота созданы, остается лишь совместить их с помощью биопринтера.

Читайте также: Биопринтер сможет напечатать любой орган

При этом должно получиться некое существо, которое, как я думаю, будет выглядеть, как акула — мне больше нравится такой дизайн. И если ему направить луч света в левый глаз, то этот биоробот махнет хвостом в одном направлении. А если подсветить ему правый глаз — то хвост будет работать в другом направлении. Таким образом это существо сможет самостоятельно плавать.

Ну, конечно же, для того, чтобы этот биоробот был полноценным, нужно еще много чего создать — кожный покров, плавники. Однако все это уже можно сделать при помощи той же технологии биопечати. Как видите, идея уже есть, и главное теперь — достать средства для осуществления проекта. Я пытался заинтересовать этой разработкой японцев и группу немецких ученых, но ответа пока не получил. Ну что же, будем ждать.

Другой вопрос состоит в том — а какое практическое значение может иметь этот биоробот? Пока я вижу его использование лишь в качество объекта для развлечения — например, много таких биороботов могут заменить аквариумных рыбок. Ведь их кормить-то не нужно — у них пищеварительной системы нет, они питательные вещества диффузно поглощают, и так около двух недель прожить могут. Долил просто специальный раствор вещества в аквариум — и все. Ну или еще можно состязания этих существ устраивать — кто быстрее доплывет до финиша. В принципе, неплохая альтернатива компьютерным играм.

Но, конечно же, то о чем я сейчас говорю — это только первые шаги, в дальнейшем можно будет создавать и более сложных биороботов, которые могут стать чем-то вроде домашних животных. Думаю, кстати, что здесь основным заказчиком будет Голливуд — предоставляете, какие возможности открываются? Вместо того, чтобы делать драконов на компьютере, их можно будет снимать в живую. И не только драконов — биопечать сможет создать вообще любое живое существо, даже такое, которого нет в окружающей нас природе.

Кстати, это интересный вопрос и с научной точки зрения — до недавнего времени считалось, что только генетики могут сотворить новый организм. Однако жизнь показала, что это не так, те, кто занимается синтетической биологией, тоже способны создавать новые организмы, и это куда легче — ведь берем-то мы в качестве исходного материала самые обычные клетки, и нам вовсе не нужно изменять их геном, что очень и очень непросто. Просто закладываем исходное "сырье" в биопринтер, разрабатываем модель нужного нам существа — и он сам их делает, в каком угодно количестве.

Но, где же еще могут использоваться эти принципиально новые существа? Например, в качестве биодетекторов. Помните, как раньше шахтеры использовали птиц для того, чтобы те обнаруживали выходы подземных опасных газов? Так можно сделать и искусственное существо для этого — и не только, вообще для мониторинга состояния окружающей среды. Или же можно использовать биороботов в военных целях — я знаю, что, например в США недавно перед учеными была поставлена задача сделать из насекомых летающих шпионов.

Делается это так — берется, например, муха, в ее тело монтируется камера с программным блоком. Такой мухой можно управлять дистанционно при помощи пульта или компьютера. Это насекомое-шпион может использоваться в качестве наблюдателя (как в сказке о царе Салтане), но может быть и… киллером. Сейчас разрабатывается технология — снабдить такого биоробота, например, ампулой с ядом, направить к тому лицу, которое нужно уничтожить, и в нужный момент дать команду впрыснуть яд. Это открывает большие перспективы — никакая охрана не сможет обнаружить и нейтрализовать такого "киллера", да и сам факт совершения им убийства доказать практически невозможно. Если человек умер от укуса насекомого, то это не убийство, а несчастный случай.

Но есть и более позитивные перспективы применения биороботов — например, космическая отрасль. В принципе, искусственные существа могут быть хорошими разведчиками для исследования других планет. Их можно исходно создать такими, что они нормально отреагируют на условия окружающей среды на этих небесных телах. Кстати, приведу один пример — сейчас разрабатывается план отправки людей на Марс. Но НАСА, похоже, не учитывает, главной проблемы — космической радиации. Я и мои коллеги в свое время представили специалистам этого агентства заявку на грант, в описании которой было приведено наше исследование этого вопроса.

Там было сказано о том, что радиация может повреждать эндотелий сердца — в результате могут образоваться утолщения, которые будут мешать работе сердечных клапанов. Ну, а это ведет к развитию сердечной недостаточности. Однако, когда в НАСА ознакомились с нашей заявкой, то они просто… устроили истерику. Ведь получается, что если это так, то до Марса просто не долетит ни один человек. Ну, а это, как вы понимаете, грозит замораживанием всей программы, на которую уже выделили немало средств.

Жалко, что они поддались эмоциям, и не оценили наше предложение — мы советовали им прежде, чем посылать людей, отправить туда биосенсоры. Их разработал профессор Шуллер из Корнэльского университета — это миниатюрные органы, смонтированные на чипе. То есть, это настоящее, но очень маленькое сердце, печень, и т. п., которые соединены друг с другом каналами, по которым циркулирует жидкость.

Мы предложили добавить в эту систему клетки костного мозга, которые, являясь стволовыми, способны "ремонтировать" повреждения, нанесенные радиацией. Идея была такая — нужно отправить к Марсу такого биоробота и посмотреть, как радиация будет воздействовать на костный мозг. Если она нанесет ему серьезный урон, то регенерация других тканей сильно замедлится, а если нет, то будет идти в нормальном темпе. Это был способ оценить реальное воздействие космической радиации на живые существа. Однако, увы, НАСА никак на это предложение пока не отреагировало".

Читайте также: Ученые создали сердечного биоробота

В конце беседы Владимир Александрович ответил на вопрос о том, можно ли будет в дальнейшем сделать биороботов разумными. Исследователь отметил, что: "здесь есть определенные сложности. Причем не с точки зрения морфологии — совсем недавно японцам удалось вырастить из стволовых клеток маленький мозг. С точки зрения гистологии эта задача уже решена — мы можем сделать полную копию мозга, причем он будет работать — нейроны будут передавать сигналы, образовывать цепочки, и т. п. Вопрос в другом — как снабдить его памятью? Ведь до сих пор никто не знает ее механизма. Как только узнают — тогда уже создание мозга, снабженного необходимыми безусловными рефлексами (условным-то его после можно научить), будет вполне реальным".

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"