Najnovija prekretnica iz područja primijenjene biotehnologije stiže iz laboratorija Sveučilišta Stanford, gdje je tim znanstvenika po prvi put dokumentirao valove moždane aktivnosti u laboratorijski uzgojenom organoidu – minijaturnom modelu ljudskog mozga razvijenom iz matičnih stanica. Ti su zapisi električnih impulsa bili toliko složeni da su u potpunosti oponašali EEG-krivulje moždane aktivnosti snimljene u novorođenčadi.

Ova vijest, nedavno objavljena kao znanstveni članak u časopisu Advanced Science, ne samo da ima potencijal za pomicanje granica u neuroznanosti, nego i izravno proziva i važna pitanja iz domene znanstvene etike.

Od matične stanice do kore mozga

Organoidi su trodimenzionalne stanične strukture uzgojene iz nezrelih, pluripotentnih matičnih stanica koje imitiraju građu i funkcije stvarnih organa. U slučaju mozga, to znači da se stanice samoorganiziraju u slojeve i regije s različitim strukturalnim svojstvima (nalik organiziranju neurona u „živoj“ kori velikog mozga), te - poput pravog mozga - stvaraju mreže neurona koji uzajamno komuniciraju elektrokemijskim sinaptičkim signalima.

No, važnije od morfološke sličnosti u izgledu i prostornoj organizaciji tih neuronskih nakupina jest pojava njihove funkcionalnosti, što je ovom istraživanju sada po prvi put dokumentirano: izvan ljudskog tijela, u laboratorijskim uvjetima, od nedefiniranih nezrelih stanica je uzgojen organoid koji može generirati vlastite (endogene) ritmičke valove neuralne aktivnosti, baš poput pravih stanica živčanog tkiva u živom mozgu.

Drugim riječima, sićušna nakupina neurona promjera tek nekoliko milimetara pokazuje znakove spontane aktivnosti s obrascima koji nisu nasumični, nego podsjećaju na živi mozak.

Mozak bez tijela

To što su organoidi mozga (tzv. cerebralni organoidi) građeni od matičnih stanica preobraženih u neurone znači da u sebi ne sadrže drugih tkiva osim moždanog: nemaju krvne žile, nemaju periferne osjetilne živce, nemaju anatomske šupljine ispunjenje moždanom tekućinom (likvorom), ni povezanost s drugim osjetnim organima (očima, ušima, kožom…). No, to ih ne sprječava da razviju funkcionalne neuronske sklopove koji reagiraju na podražaje, stvaraju sinapse, pa čak i „čuvaju sjećanja“ u obliku tzv. reverberantne aktivnosti (ponavljajućih električnih signala koji kruži unutar novostvorenih živčanih mreža i mogu predstavljati oblik primitivnog pohranjivanja memorije).

U ranijim istraživanjima i pokusima s cerebralnim (moždanim) organoidima, jedan od najvećih izazova bio je poticanje nastanka spontanih EEG-valova. Znanstvenici sa Stanforda riješili su taj problem tako što su organoide spojili s kralježničnim motornim neuronima miša, što je potaknulo uzajamnu interaktivnost: na mjestu spoja mišjih motoričkih živaca i cerebralnog organoida razvila se povratna petlja – organoid je slao signale u motoričke neurone koji su ih vraćali natrag, potaknuvši ritmičku aktivaciju neuralnih signala.

Kad minijaturni mozak 'sanja'

Najintrigantniji nalaz bila je pojava moždanih valova koji po svojoj kompleksnosti i ritmu odgovaraju EEG zapisima ljudske novorođenčadi (nedonoščadi) od 25 do 36 tjedana gestacije (ukupna, zrela trudnoća traje 40 gestacijskih tjedana). Već nakon manje od sata nakon pojave tih valova došlo je do njihove uzajamne sinkronizacije u toj mjeri da računalni algoritam namijenjen prepoznavanje bioelektričnih obrazaca – treniran na ljudskim EEG snimkama – nije mogao razlikovati EEG organoida od EEG-a živog mozga novorođenčeta.

To otvara i jedno vrlo važno pitanje: je li ta bioelektrična aktivnost znak osjetljivosti (sentience – sposobnosti da se nešto osjeti) ili svjesnosti (consciousness – sposobnosti da se bude svjestan samog sebe i svog okruženja)? 

Novi umjetni mozak i stari etički problemi

Još od vremena kad su znanstvenici eksperimentirali sa žabama kojima su uklanjali mozak ili s majmunima u čije su hipokampalne moždane jezgre ugrađivali elektrode, pojavljuje se pitanje: gdje završava znanstveni interes, a gdje počinje zlostavljanje? Svaka nova granica koju biotehnologija pomakne otvara i novu etičku dilemu. Kad umjetno stvoreni entitet – u ovom slučaju organoid – počne pokazivati znakove osjetilnog života, pa čak i primitivne oblike kognitivne aktivnosti, više se ne može govoriti samo o biološkom modelu. U tom trenutku, naš odnos prema njemu prestaje biti tehnički i postaje moralni.

U aktualnom slučaju sa Stanforda, cerebralni organoid je prema svemu sudeći još uvijek bez svijesti i osjeta – barem koliko možemo procijeniti sadašnjim dostupnim metodama. No znanost nikada ne miruje, a instrumenti postaju sve osjetljiviji. Kako ćemo znati kad i ako organoid prijeđe prag svjesnog iskustva? Bi li takav entitet, premda bez tijela, imao pravo na etičku zaštitu?

Sve veći broj bioetičara i neuroznanstvenika predlaže da se organoidi s kompleksnim obrascima moždane aktivnosti uključe u zakonske regulative koje trenutno vrijede za pokuse na životinjama. Neki čak predlažu stvaranje posebne pravne kategorije za laboratorijske entitete koji pokazuju znake sentientnosti.

U međuvremenu, privatni sektor ne čeka regulaciju. Biotehnološke kompanije poput Cortical Labs i BrainXell već razvijaju hibridne sustave koji spajaju živčane stanice organoida s umjetnom inteligencijom i računalnim sučeljima, s ciljem stvaranja nove vrste informacijskog procesora: neurobiološkog hardvera koji ne simulira mozak, nego doslovno raste iz njega.

U teoriji, takvi bi hibridi moždanog tkiva i elektronike nadmašiti klasična računala u zadacima koji zahtijevaju adaptivnost, učenje i kontekstualno razumijevanje – jer ne bi samo računali, nego i osjećali.

Gdje je granica?

Zasad je cerebralni organoid nalik glazbenom instrumentu koji još nema glazbenika: ima potencijal za složenu aktivnost, ali bez ulaza i izlaza – bez osjetila i tijela – ostaje nijem i nesvjestan. Ima potencijal za misao, ali nema čime, ni o čemu misliti.

No što kad se uključi senzorni input, kada se nadogradi programiranom vanjskom stimulacijom, kad se spoji s AI ili dobije virtualno tijelo koje mu šalje informacije o okolini? Hoće li tada organoid razviti složeniju aktivnost? Hoće li kroz izvana prikupljene podatke naučiti „razmišljati“, makar i rudimentarno, o stvarima koje mu se događaju?

Znanstvenici često pomiču granice prirodnog, ali znanost ponekad ulazi na teritorij koji je do sada bio isključivo u domeni filozofije: ne stvara čovjeka nego nešto drugo, nešto što misli, osjeća i pamti, ali s ljudima ne dijeli biologiju, ni kulturu, ni iskustvo. Nešto što nije kopija čovjeka, nego novi entitet s vlastitom unutarnjom stvarnošću.

Ako cerebralni organoid doista postane „osjećajno biće“, kako bi bismo ga uopće mogli prepoznati kao takvog? Bi li šutio? Treptao? Patio? Ili bi njegova svijest, ako ikada nastane, bila tiša od misli? Bismo li ga prepoznali po toj tišini ili po uzorku u EEG-valovima? Bi li njegovo „ja“ bilo nalik našemu ili posve strano i neuhvatljivo?

Znanstvena fantastika već je ponudila scenarije: čudovište doktora Frankensteina i poručnik-zapovjednik Data na brodu USS Enterprise primjeri su onoga što pretpostavljamo da znači stvoriti novo biće koje može misliti. No, znanost više nije u toj maštovitoj fazi nagađanja ili teorijskog promišljanja; ona je već ušla u razdoblje u kojem će na takva pitanja tražiti odgovore ne iz mašte, nego iz laboratorija ili iz dubljih, etičkih sfera.

Do tada, obasjana plavkastim laboratorijskim svjetlom, uz tiho zujanje inkubatora, mekana grudica živih neuralnih stanica se možda već pita: „Tko sam ja?“.

 - - -

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova u tiskanom i online-izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih i old-school grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim}