Tai nėra tipinė robotizuota valdymo sistema - standartinė mikroschema, prijungta prie spausdintinio montažo plokštės. Vietoj to valdiklis tūno mažyčiame indelyje, kuriame patalpintas rožinės spalvos maitinamųjų medžiagų ir antibiotikų mišinys. Tame pačiame indelyje maždaug 300000 žiurkės neuronų sudarė ir vis dar tebesudaro jungtis vienas su kitu.

Susijungę vienas su kitu, tačiau nuo tikrojo gyvūno atskirti neuronai komunikuoja, siunčia elektrinius signalus vienas kitam, lygiai taip pat kaip ir gyvame sutvėrime. Mokslininkai tai žino, nes neuronų tinklas ties indelio dugnu yra sujungtas su 80 elektrodų, kuriais neuronų sužadinti elektriniai impulsai patenka į specialią matavimo sistemą ir vaizduojami kompiuterio ekrane.

Naujoms "smegenims" sukurti dalis žiurkės smegenų žievės pašalinama chirurginiu būdu. Po to audinio dalis paveikiama disuocijuojančiais fermentais ir neuronai atsijungia vienas nuo kito. Tada plonas šių izoliuotų neuronų sluoksnis patalpinamas į maitinamosiomis medžiagomis praturtintą terpę tiesiai ant elektrodų masyvo. Čia jie pradeda vėl jungtis vienas su kitu. "Nuostabu jau vien tai, kad jie tai daro", sako Džordžijos Technologijų Instituto (Atlanta, JAV) mokslininkas Steve Potter, vienas pirmųjų pradėjęs dirbti neuronais valdomų įrenginių srityje. "Akivaizdu, jog smegenų ląstelės evoliucionuodamos išvystė gebėjimą susijungti beveik bet kokiomis sąlygomis, kurios jų nenužudo".

Maždaug po penkių dienų jau galima detektuoti pirmuosius elektrinės veiklos požymius, nes neuronai pradeda perduoti signalus susidariusiu tankiu aksonų ir dendritų tinklu. Panašu, jog ląstelės atsitiktine tvarka generuoja įtampos impulsus, žinomus vykdomųjų potencialų (angl. action potentials) pavadinimu. Tačiau dažniausiai dauguma jų ar netgi visi šiuos impulsus sugeneruoja vienu metu - reiškinys, žinomas "srautinio efekto" pavadinimu (angl. "bursting").

Egzistuoja keletas požiūrių į tai, kas yra šie srautai. Kai kurie į juos žvelgia kaip į patologinį aktyvumą - panašų į tą, kuris vyksta epilepsijos metu. Tuo tarpu kiti mano, jog taip neuronų tinklas atgamina atmintyje sukauptą informaciją. "Aš tai interpretuoju kaip priepuolius. Manau, jog srauto generavimas kyla dėl jutiminės [sensorinės] sistemos nebuvimo", teigia Potter'is.

Panašiai kaip ir galūnių ar pojūčių netekęs gyvūnas, išpjauta smegenų dalelė impulsų srautus generuoja iš nuobodulio - taip mano neurologas Ben'as Whalley. "Mes keliame hipotezę, jog neturint struktūrizuotos sensorinės sistemos jutimams perduoti į smegenis, generuojama atsitiktinė šalutinė neuronų veikla, nes visos šios ląstelės tarsi prašo suteikti joms kokią nors kryptį".

Šiai koncepcijai patikrinti Potter'io komanda pradėjo imituoti jutimus - į elektrodų masyvą buvo paduodami elektros impulsai. Dėl to atsitiktinis impulsų srautų generavimas ženkliai sumažėjo. "Panašu, kad gaunami sensoriniai signalai nustato atraminį smegenų veiklos lygmenį", sako mokslininkas.

Šie rezultatai paskatino tyrinėtojus pradėti tirti įvairių ligų patologijas pasitelkiant smegenų žievės kultūromis valdomus robotus. Jei siunčiant signalus "smegenims" robotas būtų priverčiamas ką nors pakartotinai daryti, o po to ląstelės būtų paveikiamos chemiškai, elektriškai ar fiziškai, taip sutrikdant jų gebėjimą kontroliuoti mechanizmą, teoriškai būtų galima stebėti kai kurių žmonėse pasitaikančių smegenų veiklos sutrikimo priežastis ir pasekmes.

Tuo tikslu Whalley kolegos Dimitris Xydas ir Julia Downes prijungė ląstelių kultūrą prie ratukus turinčio roboto ultragarsinių jutiklių. Ląstelės, gaudamos signalus iš jutiklio, generuodavo įtampos impulsus - juos mokslininkai kruopščiai registravo. Remiantis matavimų rezultatais galima rasti tam tikras neuronų tinklo sritis, kurios gavusios poveikį iš jutiklio nuolat generuoja impulsų srautą. Šį ląstelių sugeneruotą signalą per elektrodą galima perduoti robotui, taip priverčiant jį išvengti kliūties. Pavyzdžiui, jei ultragarsinis jutiklis parodo, jog "priešais yra siena" ir sugeneruoja 1 volto signalą, tam tikras neuronų mazgas visada sugeneruoja 100 mikrovoltų vykdomąjį potencialą - būtent šiuo signalu robotas gali būti nukreiptas į šoną nuo kliūties.

Žinoma, tam reikia smegenų kultūrą sujungti su robotu. Kadangi tai yra gyvas audinys, jo temperatūrą reikia palaikyti lygią kūno temperatūrai. Dėl to valdymo sistema patalpinama į mikrobangės dydžio reguliuojamos temperatūros spintelę. Ji su robotu komunikuoja "Bluetooth" radijo ryšiu. Robotui šiuo metu pavyksta išvengti maždaug 80-90% visų potencialių susidūrimų su siena. Dabar mokslininkai planuoja ištirti neuronų jungtis prieš ir po tokių "pasivažinėjimų" ir taip nustatyti, ar jungtys stiprėja.

Mokslininkai tikisi, jog šio projekto metu jie daugiau sužinos apie smegenų veikimo ypatumus ir to pasekoje bus sukurti pažangesni tokių ligų kaip Alzhaimerio gydymo metodai. Žinoma, galimas variantas, jog netrukus prasidės biologiniais smegenimis valdomų robotų era...