HOUSTON – (28 de junho de 2021) – Os cientistas da Rice University estão começando pequenos à medida que começam a descobrir como construir um cérebro artificial de baixo para cima.
O engenheiro elétrico e de computação Jacob Robinson, da Escola de Engenharia Brown de Rice, e Celina Juliano, professora assistente de biologia molecular e celular da Universidade da Califórnia, Davis, ganharam uma doação de US$ 1 milhão da Fundação Keck para avançar o esforço de neurobiologia sintética da equipe para definir o conexões entre neurônios e músculos que conduzem comportamentos programados em animais vivos.
Para começar, Robinson e seus colegas estão confiando em um animal muito pequeno, o cnidário de água doce Hidra vulgar, uma pequena criatura com tentáculos que há muito é foco de estudo nos laboratórios Robinson e Juliano. Por serem pequenos, macios e transparentes, são fáceis de manipular e medir por meio das plataformas microfluídicas personalizadas da Robinson.
Combinado com as técnicas de manipulação genética específica do tipo de célula do laboratório Juliano,
A equipe de Robinson, parte da Iniciativa de Neuroengenharia de Rice, espera que suas tecnologias de gravação neural e comportamental de alto rendimento permitam aos pesquisadores melhorar sua compreensão de como as vias neurais regulam o comportamento da hidra.
“Construímos muita infraestrutura para trabalhar com os animais no laboratório para medir sua atividade neural e seus comportamentos”, disse Robinson. “Também usamos técnicas computacionais para automatizar o processo, o que nos permite observar muitos animais em paralelo e obter grandes quantidades de dados.
“O próximo grande salto será editar o sistema nervoso do animal, e é isso que este prêmio ajudará a apoiar”, disse ele. “Por exemplo, se quisermos criar uma conexão sintética entre dois neurônios, podemos fazer com que neurônios específicos do animal expressem uma molécula de sinalização neuropeptídica. Poderíamos então projetar outro grupo de neurônios, ou mesmo as células musculares, para expressar o receptor dessa molécula sinalizadora.
“Então teremos feito um novo organismo com uma conexão entre duas células que normalmente não se conectam”, disse ele. “Em princípio, podemos desenvolver esse conceito para criar redes mais complicadas e projetar circuitos neurais. Como engenheiro, gosto de pensar nessas conexões entre neurônios como circuitos eletrônicos. Se pudermos conectá-los por design, devemos ser capazes de programar comportamentos do zero.”
Como as hidras se reproduzem sexualmente e assexuadamente, os laboratórios esperam que possam criar colônias de hidras personalizadas para análise.
Robinson, em última análise, espera projetar e construir “biorobôs” macios e auto-curáveis, bem como criar e reparar órgãos e tecidos que requerem circuitos neurais funcionais, neste caso, “circuitos de design” como osciladores biológicos, interruptores e portas lógicas que irão “permitir o design racional de comportamentos complexos”.
A Fundação WM Keck foi estabelecida em 1954 em Los Angeles por William Myron Keck, fundador da The Superior Oil Co. Uma das maiores organizações filantrópicas do país, a fundação apoia pesquisas científicas, de engenharia e médicas excepcionais. A fundação também apoia o ensino de graduação e mantém um programa no sul da Califórnia para apoiar projetos de artes e cultura, educação, saúde e serviços comunitários.
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Água fresca Hidra vulgar, este modificado com proteínas fluorescentes verdes, é o foco de um estudo da Rice University que visa definir as conexões entre neurônios e músculos que impulsionam comportamentos programados em animais vivos. (Crédito: Kelly Kim/Robinson Lab/Rice University)
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Uma doação de US $ 1 milhão da Keck Foundation apoiará o trabalho de Jacob Robinson, da Rice University, para entender os caminhos neurais na hidra. O objetivo é entender melhor as conexões entre neurônios e músculos que impulsionam comportamentos em todos os animais. (Crédito: Kelly Kim/Robinson Lab/Rice University)
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LEGENDA: Jacob Robinson. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Localizada em um campus florestal de 300 acres em Houston, a Rice University é consistentemente classificada entre as 20 melhores universidades do país pelo US News & World Report. Rice tem escolas altamente respeitadas de Arquitetura, Negócios, Estudos Continuados, Engenharia, Humanidades, Música, Ciências Naturais e Ciências Sociais e é sede do Instituto Baker de Políticas Públicas. Com 3,978 alunos de graduação e 3,192 alunos de pós-graduação, a proporção de alunos de graduação para professores de Rice é pouco menos de 6 para 1. Seu sistema de faculdades residenciais constrói comunidades unidas e amizades duradouras, apenas uma das razões pelas quais Rice é classificada como No. 1 em muita interação raça / classe e No. 1 em qualidade de vida pela Princeton Review. O arroz também é classificado como o melhor valor entre as universidades privadas pela Kiplinger's Personal Finance.
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Fonte: https://bioengineer.org/keck-backs-rice-bid-to-build-a-brain/
