Mohly by mozky vypěstované v laboratoři nabýt vědomí?

Od roku 2013, kdy byl ve zkumavce vypěstován první „mini mozek“ za účelem studia genetické poruchy, se vědci po celém světě předhánějí v práci, jak uvádí server Popular Mechanics.

Vědci míchají a kombinují hrudky tkáně získané z lidských embryonálních kmenových buněk, aby mohli studovat vývoj mozku a mechaniku neurovývojových poruch, jako je autismus a epileptické encefalopatie, nebo dokonce aby mohli posoudit toxicitu léku v lidském těle, jak uvedl časopis Popular Mechanics v roce 2020. Ačkoli to může znít dystopicky, nikdo nemůže s jistotou zaručit, že se tyto miniaturní mozky (v řeči neurovědců známé jako mozkové organoidy nebo mozkové organoidy) někdy v blízké či vzdálené budoucnosti nepromění ve vědomé bytosti.

V srpnu 2021 vzali vědci z Univerzitní nemocnice v Düsseldorfu a dalších institucí tyto lepkavé kapičky lidského mozku a přiměli je k vytvoření raných verzí očí. Nyní ambiciózní projekt financovaný společností Microsoft na Kalifornské univerzitě v San Diegu (UCSD) zkoumá nervovou aktivitu ve stovkách miniaturních mozků velikosti sezamového semínka pěstovaných uvnitř Petriho misek s cílem pochopit vývoj a evoluci mozku a pomoci lidem trpícím neurologickými onemocněními.

Pěstování mozkových organoidů

Tyto organoidy začínají jako jednotlivé kmenové buňky pěstované v roztocích naplněných živinami. Postupem času procházejí různými diferenciačními procesy, až se z nich vyvinou malé mozky, které vidíme. Nenechte se však zmást vzhledem. Mozky z Petriho misek mohou být nepatrné, ne více než několik milimetrů dlouhé, s pouhými 2,5 miliony neuronů, zatímco průměrný lidský mozek je dlouhý asi 16 až 17 centimetrů a obsahuje neuvěřitelných 100 miliard neuronů.

Přesto je tu jeden háček. Na rozdíl od mozku obývajícího tělo, který se vyvíjí explozivním tempem, se vývoj mozku v Petriho misce po 40 týdnech (nebo 9 měsících) in vitro zastaví. Miniaturní mozek je však možné udržovat „naživu“ tak dlouho, jak je potřeba, pokud se správně krmí – aminokyselinami, lipidy a solí. Obvykle se však „zabíjí“ zhruba ve třech letech.

„Pracujeme na tom, abychom organoidu poskytli sadu funkčních očí,“ říká doktor Alysson R. Muotri, profesor na katedře pediatrie a buněčné a molekulární medicíny na Kalifornské univerzitě v San Diegu. Muotri spekuluje, že organoid postrádá vstupní a výstupní podněty novorozence, který otevře oči a přijímá zrakové podněty od prvního dne.

Muotri se domnívá, že pěstováním miniaturních mozků můžeme odhalit velké záhady biomedicínského výzkumu – od toho, jak se liší raný vývoj mozku u onemocnění, jako je autismus nebo epilepsie, přes to, jak mohou viry, jako je COVID-19, pustošit mozek, přes to, jak mozek reaguje na podmínky ve vesmíru, až po to, jak se mozek neandrtálců před stovkami tisíc let vyvíjel jinak než ten náš. Pro tyto organoidy se otevírají nekonečné možnosti. Což nás přivádí k důležité otázce.

Mohly by mozkové organoidy nabýt vědomí?

Standardní definice vědomí je schopnost uvědomovat si své okolí a reagovat na něj. Tento výklad je až příliš zjednodušující pro koncept, nad kterým ti nejlepší a nejchytřejší z lidstva přemýšlejí již po tisíciletí.

„Stále se snažíme přijít na to, co je to vědomí v rozvinuté lidské podobě, ale myslím, že většina vědců si uvědomuje, že to, co zatím vytvořili, je opravdu daleko od toho, co bychom mohli nazvat vědomím,“ říká Laura Cabrerová, docentka inženýrských věd a mechaniky a filozofie v Centru pro neuronové inženýrství na Penn State University.

To však neznamená, že mozkové organoidy jsou odsouzeny k nekonečně slabší existenci. Určitě existuje možnost, že v určitém okamžiku by se u těchto organoidů mohla začít rozvíjet určitá forma vědomí, včetně schopnosti začít vnímat bolest, říká Cabrera. Pak se ale dostáváme do kalných vod. „Pak budete dělat něco velmi neetického entitě, která cítí bolest a je si vědoma toho, co děláte,“ říká Cabrera. „Jsme si opravdu jisti, že víme, kdy jsme překročili hranici?“

Etika života vytvořeného v laboratoři

V dubnu 2021 zveřejnila americká Národní akademie věd, inženýrství a medicíny zprávu, která mimo jiné popisuje možné právní a etické důsledky spojené s mozkovými organoidy, transplantacemi a lidsko-zvířecími chimérami. Zpráva rovněž poukázala na pozitivní etické aspekty těchto biologických materiálů, neboť by mohly zmírnit lidské utrpení a nemoci prostřednictvím léčebných postupů, které by pomohly vyvinout, a mohly by ušetřit životy tisíců zvířat, která jsou v současnosti obětována pro výzkum na lidech.

Zpráva však také vyjádřila obavy, zda tyto experimenty „nezasahují do božských rolí“, protože podle náboženského přesvědčení mnoha lidí nám umožňují „hrát si s nimi na Boha“, a zdůraznila potenciální etické riziko, že dárci nebudou souhlasit s použitím svého jedinečného genetického materiálu pro výzkum. Co je však zajímavější, zpráva dospěla k závěru, že ačkoli jsou minimozky v současné době nepodstatné co do velikosti, složitosti a vyspělosti, s jejich nárůstem nikdo nemůže zaručit, že se u nich nerozvine určitý druh vědomí lidského typu. „Nevíme, zda jsme nepřekročili hranici, protože nevíme, jak něco takového testovat,“ říká Muotri. Mozkový organoid nedokáže říct, zda je při vědomí, nebo ne.

Studie z roku 2019, na níž se podílel i Muotri, zjistila, že organoidy produkují mozkové vlny podobné mozkovým vlnám nedonošených lidských dětí. A když vědci tyto miniaturní mozky ošetří anestetiky, mozkové vlny „utichnou“ – což je přesně to, co se děje s lidským mozkem při anestezii. „To je silný důkaz, že mají určitý druh primitivního vědomí,“ říká Muotri, který rychle dodává, že jeho laboratoř spolupracuje se skupinou etiky, aby pomohla zabránit překročení této hranice.

James Giordano, vedoucí programu neuroetických studií na Georgetownské univerzitě, si také myslí, že vědomí je příliš subjektivní pojem na to, aby akademici mohli s jistotou prohlásit, zda organoidy mohou být jeho nositeli, či nikoli. Stejně jako Cabrera a Muotri se domnívá, že je možné, že tyto relativně jednoduché neurologické struktury dosáhnou určitého stupně vědomí své existence, jakmile rozkvetou do sofistikovanějších neurologických sítí, a to jak z hlediska struktury, tak i funkce.

Giordano zdůrazňuje, jak se v mozkovém organoidu mohou poměrně rychle rozmnožit sítě složené z více komponent a začít spolu „komunikovat“. „To, co bylo kdysi dětským mozkem, je nyní vysoce sofistikovaný systém, který si možná vytvořil určitý smysl pro vnitřní a vnější prostředí,“ říká Giordano.

Vzestup vědomí

V březnu 2021 vědci z Tuftsovy univerzity, Vermontské univerzity a Technologického institutu v New Jersey oznámili, že z kmenových buněk 24 hodin starých žabích embryí vytvořili prvního živého robota na světě, xenobota. Jako programovatelné organismy představují zcela novou třídu artefaktů. „Můžeme si být relativně jisti, že xenoboti v současnosti nefungují na úrovni, která by umožňovala potřebnou složitost pro vědomí,“ říká Giordano. „V současné době“ je zde klíčové slovo. Čím více se budou tito hybridi (kteří byli částečně navrženi k čištění mikroplastů nebo trávení toxických materiálů v oceánu) vyvíjet, ať už přímo nebo prostřednictvím interakce s živým systémem, tím větší je pro ně možnost vyvinout nějakou formu protovědomí, říká Giordano.

Protovědomí je velmi primitivní stav vědomí, který zahrnuje především vnímání a emoce, ale ne sofistikovanější rysy, jako je sebereflexivní vědomí a abstraktní myšlení. Co by se ale skutečně mohlo stát, kdyby xenoboti vykazovali určitý druh sebeuvědomění spojený s tím, co je mezi živými organismy univerzální – s instinktem přežití?

„No, pak by se xenoboti mohli bránit návratu na mořskou hladinu, protože byli předurčeni být hluboko v oceánu a mohli by akt vynoření považovat za potenciální hrozbu pro své přežití,“ říká Giordano. V tom případě by naše oceány mohly být plné kybernetických žab ve stylu Jurského parku. „Vznikne tak jakýsi scénář typu Halloweenu. Víte… Frankenstein,“ říká Cabrera žertem.

Možná budeme chtít zabránit dokonce i možnosti vytvoření živých vědeckých experimentů, jako jsou mozkové organoidy a xenoboti, které při manipulaci s nimi zažívají vědomí, bolest nebo utrpení. Co když budete mít hromadu organoidů, které po skončení experimentu již nebudete potřebovat, a přesto (ke cti experimentu) tyto mini mozky již budou vykazovat jistý druh základního vědomí? Zabít je, nebo je nechat v tekutém zajetí – co je eticky lepší? Vytváříme nový život, protože nás pohání ušlechtilost a vize, ale věci by se nám mohly lehce vymknout z rukou.

Zdroj: popularmechanics.com, redakce