Синята точка, означава мястото, на което се извършва светлинната стимулация, която предизвиква съкращаването на мускула. Снимка: MITNews
Изследователски екип от Масачузецкия технологичен институт (MIT) е успял да модифицира мускулни клетки, за да могат да се движат при стимулиране със светлина (виж филмче тук).
Целта е изкуствената светлинно-чувствителна тъкан да се използва за създаването на роботи, способни на изключително прецизни движения.
При избирането на вид мускул за своите цели, учените са се спрели на скелетния мускул – по-силен и по-мощен от сърдечния и гладкия мускул. Скелетните мускули са отговорни например за бягането и ходенето.
В тялото външният стимул, активиращ съкращението на мускула, идва от близък неврон, който предизвиква промяна в електрическия потенциал на клетките. Имитирайки тази електрическа стимулация, учени са използвали електроди за да стимулират мускулните влакна. Но според Проф. Хари Асада, в чиято лаборатория се разработват новите светлинно-стимулирани мускули, електродите, заедно с необходимият захранващ механизъм, може би ще направят един малък робот значително по-тежък.
Затова Асада и колегите му се обръщат към една сравнително нова сфера – оптогенетиката, дефинирана за пръв път през 2005 г. от Ед Бойдън (MIT) и Карл Дейзерот (Станфорд), които модулират неврони, за да реагират на стимулация от кратък лазерен пулс. Екипът на Асада успява да направи същото с мускулна клетка от скелетен мускул. Изследователите въвеждат в такива клетки (миобласти) генетичния код за производството на белтък, който е чувствителен на светлината. След това тези миобласти са свързани с дълги мускулни влакна. При осветяване на синтетичните влакна за 20 милисекунди със синя светлина, фибрите се свиват. Малки лъчове светлина предизвикват движение на конкретното влакно, а по-големи лъчове водят до съкращаване на повече влакна.
Технологията може да доведе до създаването на сръчни роботи, способни да извършват сложни движения
Така светлинно активираната мускулна тъкан е способна на много различни движения, което позволява създаването на много гъвкави роботи с прецизно контролирани движения. Това е и бъдещата цел на научния екип. Потенциално приложение е ендоскопията – процедура, при която в тялото се вкарва миниатюрна камера, позволяваща разглеждане на проблемните зони. Според Проф. Асада ендоскопско устройство, изградено от светлочувствителни мускули, може да е достатъчно малко и пъргаво, за да премине през изключително тесни пространства – по-тесни от достижимите със съвременните технологии.
Разбира се, според Проф. Асада подобни приложения изискват още много работа – трябва да се разработи начин за увеличаване на силата на съкращение на мускула и за увеличаване на размера на синтетичните мускулни влакна. Приложение за по-близкото бъдеще може да бъде използването на подобни влакна за изпробване на лекарства срещу заболявания на моторния апарат. Възможно е да се проследи ефекта на различните лекарства върху реакцията на мускулите при активиране. Източник: MITNews
