Изкуствени мускули ще задвижват жив организъм

Неврофизиолози от САЩ създадоха прототип на „биоробот“, като свързаха фрагмент от гръбначния мозък на плъх с изкуствено създадени мускули и се научиха как да го контролират. Описание на тяхната работа беше публикувано от научното списание APL Bioengineering, пише БГНЕС.

„Традиционните роботи и киберпротези имат много проблеми. Те не са много гъвкави, не са съвместими с живата тъкан, не могат да се поправят и разлагат след края на жизнения си цикъл. Природата вече е намерила креативни решения за всички тези проблеми. Използвайки нейния опит, ние можем да създадем все по-сложни и полезни биороботи “, пишат учените.

През последните 10 години неврофизиолозите и биоинженерите създадоха десетки различни киберпротези, изкуствени крайници и сетивни органи, които могат да бъдат свързани с главния или гръбначния мозък на хора и животни, използвайки специални системи, които учените наричат „невронни интерфейси“.

Например през 2012 г. лекарите за първи път свързват киберръка към мозъка на парализирана жена, в резултат на което тя е в състояние сама да вдига чаша с кафе и да извършва някои други действия. През 2016 г. специалисти от американския университет Дюк свързаха мозъка на пациент с роботизирана количка и преди година възстановиха способността на пациента да ходи със специален стимулатор на гръбначния мозък.

Векът на биороботите

Неврофизиолозите от университета в Илинойс в Урбана-Шампейн (САЩ) под ръководството на професор Марта Джилет се опитват от много години да предприемат следващата логична стъпка – да разберат как да създават и свързват към тялото кибер-крайници и сетивни органи, които се състоят от изкуствено създадени тъкани и клетки.

Това ще реши много проблеми, свързани с ненадеждността и нестабилността на технологиите и невронните интерфейси, както и с факта, че те не са напълно съвместими с биологичните тъкани. Например, изкуствените мускули и органи ще могат да поддържат жизнените функции и да възстановяват незначителни щети при работа, което не може да се постигне при работа с механични протези.

Много учени, както отбелязват Джилет и нейните колеги, смятат, че гръбначният мозък на хората и животните може да се научи да управлява работата на подобни „биопротези“ без никаква намеса от страна на лекарите. Те тествали тази теория на практика, като свързали изкуствено създадени мускули с фрагмент от гръбначния мозък на плъх.

Както показали експериментите, в рамките на седем дни невроните на гръбначния мозък „враснали“ в мускулите и започнали да им изпращат сигнали. В резултат изкуствените мускули започнали периодично да се свиват. Използвайки различни химикали и електрически сигнали, неврофизиолозите се научили да контролират тези съкращения, въздействайки върху фрагмент от гръбначния мозък.

„Когато проучихме как са устроени връзките между мускулите и нервните клетки, бяхме много изненадани, че те много приличат на това как се развива периферната нервна система вътре в ембрионите на животни. Това предполага, че фрагменти от гръбначния мозък могат да бъдат използвани за пълен контрол на мускулите дори извън тялото“, обобщи друг разработчик, колегата на Марта, Колин Кауфман.

Източник: БНР Снимка: Pixabay