Robotchirurg oefent op fruitvliegjes

Biologen en robotici van de universiteit van Stanford in Californië hebben een robotje ontwikkeld dat mensen bij onderzoek naar fruitvliegjes kan vervangen. Het kan zelfstandig vliegjes vangen, inspecteren, en gedragsexperimenten uitvoeren. Het apparaat kan de beestjes zelfs ontleden, en de piepkleine hersens van de vlieg blootleggen. Dat was voorheen onmogelijk omdat wetenschappers de fruitvliegjes telkens moesten verdoven. De beestjes zijn te klein en te snel om te volgen voor het menselijk oog.

Het systeem - dat zo'n 5.000 euro kost en in 10 uur 1.000 vliegjes onbeschadigd kan vangen - zal onderzoek naar fruitvliegjes veel efficiënter maken.

De grootte van een speldenkop

In een filmpje, gepubliceerd door de Amerikaanse onderzoekers, zie je hoe hun 'robotje' te werk gaat. Een handvol fruitvliegjes vliegt ietwat doelloos rond. Plots zie je een korte lichtflits en schiet een robotarm naar beneden, mikkend op de borstkas van het minuscule vliegje. Het is een bewegend doelwit met zowat de grootte van een speldenkop, maar de robot treft raak. De robot is zelfs zo nauwkeurig dat de vlieg nergens wordt beschadigd. Een seconde later is de 'operatie' alweer gedaan. En de vlieg? Die vliegt rustig verder.

Dat robots meer en meer ingeburgerd geraken in de medische wereld, lijkt logisch. Zelfs de meest vaste chirurgenhand maakt heel kleine trillingen. Het gaat om zo'n 50 tot 100 micrometer, vergelijkbaar met de dikte van een velletje papier. Dat lijkt weinig, maar voor een patiënt kan dit verschil fataal zijn. Een robot daarentegen trilt niet, wordt niet moe, en zou daardoor met een ongeëvenaarde precisie kunnen opereren.

Het robotje zal verschillende aspecten van het belangrijke onderzoek naar de 'Drosophila', ook bekend als bananen- of fruitvlieg, automatiseren. Emmanuel Vander Poorten (KU Leuven), expert op het vlak van robotchirurgie, juicht het onderzoek toe. "De snelheid waarmee het robotje een fruitvlieg kan vangen, is fantastisch."

Menselijk brein

Taken zoals het bepalen van het geslacht, de grootte van lichaamsdelen en zelfs het uitvoeren van microhersenchirurgie - die voorheen uitgevoerd moesten worden door personen met een pincet - zullen nu kunnen worden toegewezen aan de robot. "Die robotarm doet dingen die een mens nooit zou kunnen. Zo kan er veel tijd en geld bespaard worden", zegt Vander Poorten.

Hij wijst op het belang van de kleine vliegjes voor wetenschappelijk hersenonderzoek. "Fruitvliegjes zijn de basis van veel medisch en wetenschappelijk onderzoek. Om de werking van de hersenen te onderzoeken heb je een model nodig dat simpel genoeg is, en een fruitvliegje beantwoordt het beste aan die vraag."

"Bovendien zijn de diertjes makkelijk te kweken en hebben ze veel genen gemeenschappelijk met mensen. Als wetenschappers het brein van een fruitvliegje ooit volledig kunnen doorgronden, zullen we die info mogelijk kunnen gebruiken voor onderzoek op het menselijk brein."

De robot werkt aan zo'n snelheid en precisie dat hij superieur lijkt aan menselijke dokters. Maar dat chirurgen een uitstervend ras zijn, betwijfelt Vander Poorten. "Zo'n robotje heeft misschien wel bovenmenselijke capaciteiten, maar is toch beperkt in zijn kunnen. Een chirurg is natuurlijk menselijk en maakt dus bijgevolg fouten. Maar we mogen niet vergeten dat deze personen een opleiding van zeven jaar hebben genoten. Ze zijn getraind om snel te oordelen in unieke situaties, ook al hebben die zich nog nooit eerder voorgedaan. Ervaring is daarbij heel belangrijk. Dat kan een robot niet zomaar evenaren. Robotica zal wel meer een meer een plek beginnen opeisen in de geneeskunde, dat zie je nu al. Dokters en robots gaan steeds vaker hand in hand."