I ricercatori del Wyss Institute di Harvard e della Tufts University hanno creato i primi robot biologici dotati di un sistema nervoso funzionale. Li chiamano neurobots: costruiti interamente con cellule embrionali di rana, integrano neuroni che si auto-organizzano in reti attive, si collegano alle cellule di superficie e modificano il comportamento del robot.
Rispetto ai predecessori (gli xenobot del 2020), i neurobots mostrano forma più allungata, movimenti più complessi e un’espressione genica radicalmente diversa, con oltre 6.700 geni sovraregolati. Diamo un’occhiata più da vicino, sempre se vi va.
Come si costruisce un robot biologico con i neuroni
La tecnica è chirurgica (nel senso letterale). Il team guidato da Haleh Fotowat e Michael Levin preleva tessuto ectodermico da embrioni di Xenopus laevis, la rana africana già protagonista degli esperimenti sugli xenobot. Il tessuto si arrotola spontaneamente in una sfera nel giro di trenta minuti: prima che si chiuda del tutto, i ricercatori inseriscono cellule precursori neurali ricavate da un secondo embrione donatore. Nessun editing genetico, nessuna impalcatura artificiale.
Il giorno dopo, la struttura è sigillata. Al secondo giorno le ciglia compaiono sulla superficie e i robot biologici iniziano a muoversi. I neuroni, nel frattempo, hanno fatto il loro: si sono differenziati in cellule mature, hanno sviluppato assoni e dendriti, si sono collegati tra loro e hanno esteso prolungamenti verso le cellule ciliate che governano il moto. Tutto spontaneamente, in un contesto biologico che l’evoluzione non ha mai previsto.
Robot biologici che si muovono (e si comportano) diversamente
La differenza rispetto agli xenobot non è cosmetica. I neurobots hanno una forma più allungata e trascorrono meno tempo fermi: tracciano percorsi a spirale, cambiano direzione con schemi complessi, mostrano motivi di movimento ripetuti ma mai identici tra un esemplare e l’altro. Il team ha monitorato le traiettorie per 30 minuti, e l’analisi statistica conferma un cambiamento comportamentale significativo (p=0,039).
Per verificare che fosse davvero il sistema nervoso a guidare questa complessità, i ricercatori hanno usato un farmaco (il pentilentetrazolo) che inibisce i recettori GABA, mandando i neuroni in iperattività. Nei robot biologici senza neuroni il farmaco ha ridotto la motilità. Nei neurobots le risposte sono state opposte e variabili: alcuni hanno aumentato la complessità del movimento, altri l’hanno diminuita. Una firma che suggerisce un’attività neurale reale, anche se il meccanismo preciso resta da chiarire.
I numeri dello studio
- 6.700+ geni sovraregolati nei neurobots rispetto ai biobot senza neuroni
- 54% dei geni attivati appartiene alle due categorie evolutive più antiche
- Geni per recettori del glutammato, GABA, serotonina, dopamina e acetilcolina tutti presenti
- Geni per la percezione visiva (rodopsina, opsine dei coni) attivati spontaneamente
- Durata di vita: circa 10 giorni
Geni per la vista, senza occhi
Il dato più destabilizzante dello studio riguarda proprio quei geni. I neurobots attivano spontaneamente programmi molecolari legati alla percezione della luce: rodopsina, opsine dei coni, proteine normalmente associate alla retina. Nessuno ha chiesto a queste cellule di farlo, e nessuna pressione selettiva le ha spinte in quella direzione. “Cercano” la luce da soli, spontaneamente.
È possibile che producano proteine funzionali? Non si sa ancora. Come ammette Levin: se i neurobots vivessero più a lungo, svilupperebbero anche fotorecettori? La risposta è una delle tante che lo studio lascia sospese. L’analisi filostratigrafica rivela un altro dettaglio: oltre la metà dei geni sovraregolati risale alle fasi più remote della storia evolutiva, condivisi da tutti gli eucarioti. Come se le cellule, liberate dal contesto embrionale, frugassero in un archivio genetico antichissimo per trovare istruzioni utili.
Scheda studio
Titolo: Engineered Living Systems With Self-Organizing Neural Networks: From Anatomy to Behavior and Gene Expression
Autori: Haleh Fotowat, Laurie O’Neill, Léo Pio-Lopez, Megan M. Sperry, Patrick Erickson, Tiffany Lin, Michael Levin
Istituzione: Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University / Allen Discovery Center, Tufts University
Rivista: Advanced Science, 2026
DOI: 10.1002/advs.202508967
Oggi dei robot biologici, e domani?
Il team di Levin ha già in programma il passo successivo: aggiungere neuroni umani agli anthrobot (la versione dei robot biologici basata su cellule umane anziché di rana). L’obiettivo dichiarato è creare sistemi viventi programmabili per applicazioni in medicina rigenerativa, consegna mirata di farmaci e monitoraggio ambientale. La startup Fauna Systems, co-fondata da Levin, punta inizialmente al rilevamento di inquinanti in acquacoltura e acque reflue.
Insomma: siamo passati da grumi di cellule che si muovevano a caso a entità che costruiscono i propri circuiti nervosi, modificano il proprio corpo e attivano geni che non dovrebbero servire. Nel 2020 gli xenobot non avevano sistema nervoso e ci sembravano già abbastanza. Nel 2021 hanno imparato a riprodursi. Ora, nel 2026,hanno neuroni che si organizzano da soli.
A che punto qualcosa smette di essere un costrutto biologico e comincia a essere qualcosa di più?
Approfondisci
La storia dei robot biologici su Futuro Prossimo parte da lontano: nel 2020 raccontavamo la nascita degli xenobot, le prime macchine viventi ottenute da cellule staminali di rana, poi nel 2021 la scoperta che quegli stessi organismi avevano imparato a riprodursi usando una forma inedita di auto-replicazione. A chi volesse esplorare il confine tra biologia e coscienza, consigliamo anche il nostro approfondimento sulla coscienza cellulare e il “terzo stato” tra vita e morte.
