W ramach unijnej inicjatywy stworzono hybrydowy biosensor, łącząc ze sobą technologię żywą i cyfrową.
Physarum polycephalum to wielogłowy śluzowiec, który zamieszkuje wilgotne i ciemne siedliska, na przykład rozkładające się drewno. Dzięki zdolności do reagowania na takie bodźce jak światło, środki chemiczne i wibracje, ten jednokomórkowy, samowystarczalny organizm od kilku lat przyciąga uwagę naukowców. Biorąc pod uwagę behawioralny wzorzec tworzenia sieci protoplazmatycznych rurek umożliwiających mu poruszanie się w kierunku źródła pożywienia po najkrótszych ścieżkach, śluzowiec ten znajduje zastosowanie w informatyce, gdzie planowanie ścieżek jest często przedmiotem badań.
Współfinansowany ze środków UE projekt PhySense, który bada możliwości wykorzystania śluzowców, opracowuje nadające się do sprzedaży biosensory mające różne zastosowania, między innymi do monitorowania środowiska i zdrowia. Jak wyjaśniono w komunikacie prasowym Komisji Europejskiej, zespół projektowy udostępnił uniwersytetom, szkołom, ośrodkom badawczym i naukowcom-wolontariuszom niedrogą prototypową technologię biosensoryczną. W ramach projektu prowadzony jest również portal internetowy oraz baza danych, gdzie uczestnicy projektu mogą dzielić się swoimi odkryciami.
Szereg zastosowań
Według tego samego komunikatu prasowego jeden z badaczy i główny programista projektu, Neil Phillips, twierdzi: „W związku z większą ilością zanieczyszczeń środowiskowych, które mogą stanowić zagrożenie dla ludzi i całego ekosystemu, potrzeba opracowania szybszych i dokładniejszych biosensorów staje się coraz pilniejsza”.
Biosensor zamienia odpowiedź biologiczną w sygnał elektryczny. Stosując tę samą logikę, śluzowiec ma się rozrastać między elektrodami podłączonymi do urządzeń elektronicznych, które wzmacniają i mierzą reakcje organizmu na różne bodźce, takie jak światło, wilgotność czy składniki odżywcze. Oprogramowanie PhySense oblicza i śledzi wszelkie zmiany w częstotliwości oraz amplitudzie drgań struktur rurkowych, które tworzą większą część ciała śluzowca Physarum polycephalum.
Koordynator projektu prof. Andrew Adamatzky podkreśla, że każdy jest w stanie operować biosensorem na bazie śluzowca, ponieważ nie wymaga on wysoce rozwiniętego systemu podtrzymywania życia. „W związku z tym postanowiliśmy wziąć pod uwagę autonomiczne żywe stworzenie, które nie wymaga skomplikowanego wsparcia i może przetrwać przez długi czas bez sprzętu laboratoryjnego”, twierdzi według komunikatu prasowego prof. Adamatzky. Obszary, w których można stosować biosensory, to między innymi odkrywanie nowych leków, biomedycyna, bezpieczeństwo żywności, obrona i bezpieczeństwo.
Idealne narzędzie
Projekt PhySense (Physarum Sensor: Biosensor for Citizen Scientists), który zakończył się w 2018 r., to przedłużenie projektu PhyChip, prowadzonego między 2013 a 2016 r. Projekt PhyChip (Physarum Chip: Growing Computers from Slime Mould) wykazał, że śluzowce mogą być wykorzystywane jako przetwornik lub konwerter żywej energii w czujnikach mechanicznych, optycznych i chemicznych. Na stronie projektu czytamy: „Odkryliśmy, że plazmodium śluzowca P. polycephalum jest idealnym podłożem biologicznym, ponieważ jest ono wystarczająco »proste«, aby badać je jako przestrzennie rozszerzony, nieliniowy nośnik, który jednocześnie wykazuje zdrowe i różnorodne zachowania, umożliwiające wykorzystanie go w wielu procedurach obliczeniowych”. Zadania obejmowały rozwiązywanie labiryntów, obliczanie wydajnych sieci, budowę bramek logicznych, podział konfiguracji przestrzennych punktów danych i sterowanie robotem.
Więcej informacji:
strona projektu PhySense
poleca:
