Ученые сделали биобота из живого спинного мозга крысы и искусственных мышц

Исследователи из Университета Иллинойса объединили неповрежденный спинной мозг крысы с тканевой трехмерной мышечной системой. Они описывают новую биогибридную систему в журнале APL Bioengineering от AIP Publishing.

Биологические роботы или биоботы черпают вдохновение из природных систем, имитируя движения организмов, такие как плавание или прыжки. Улучшения в биоботах для лучшей репликации сложных моторных поведений могут привести к созданию захватывающих приложений для биороботической инженерии, которые решат реальные проблемы. Однако это требует создания биогибридных роботов — биоботов, состоящих как из органических, так и из искусственных материалов, что является сложной задачей.

После культивирования системы в течение семи дней исследователи обнаружили, что двигательные нейроны спинного мозга начинают производить электрическую активность, которая вызывает сокращение в искусственных мышцах, отражая поведение периферической нервной системы.

«Когда мы посмотрели более глубоко на то, как развивается интерфейс между нейронами и мышцами, мы были очень взволнованы, наблюдая много общего между нашим спиноботом, созданным с помощью ткани, и развитием in vivo».

Коллин Кауфман, аспирант UIUC в области неврологии.

Этот результат указывает на то, что спинной мозг является жизнеспособным механизмом для контроля мышечного поведения, даже когда он удален из естественной среды. Исследователи также проверили это, варьируя концентрацию нейротрансмиттеров в системе. Когда присутствовали дополнительные нейротрансмиттеры, сокращения становились более структурированными и последовательными, а когда они блокировались, то подергивание уменьшалось.

Поскольку изучение периферической нервной системы может быть очень трудным, способность наблюдать его извне, как продемонстрировано в настоящем исследовании, может привести к большим успехам в медицине.

Одним из возможных примеров является болезнь Лу Герига, также известная как боковой амиотрофический склероз, когда гибель нейронов приводит к возможной потере двигательной функции. Развивая внешнюю периферическую нервную систему, исследователи могут изучать БАС с легкостью доступа к пораженным компонентам в режиме реального времени.

«Следующие шаги по изучению такой болезни на удивление близки. Заменив мышцу, спинной мозг или любую комбинацию двух тканей на модель у БАС-больного, исследователи смогут изучить, как больные нейроны взаимодействуют со здоровыми мышцами».

Коллин Кауфман, аспирант UIUC в области неврологии.

Кроме того, гибридные биоботы могут быть использованы в качестве хирургического учебного пособия, что позволяет студентам-медикам выполнять практические операции на реальных биологических тканях.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Токсичную плесень из древних гробниц превратили в противораковое лекарство
Наука
Найдена гигантская нить в космосе: она соединяет четыре скопления галактик
Космос
В Китае установили мировой рекорд: 11 787 дронов создали световое шоу
Новости
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости
В Самаре запустили первый в России дата-центр, объединяющий майнинг и ИИ
Новости
Болезнь Паркинсона на ранней стадии определят по ушной сере
Наука
BI-стратегия компании: что она дает и как ее создать
Мнения
В Мариинке показали оперу, которую дописал искусственный интеллект
Новости
Открыт нейронный путь, который приводит к бессонице после перенесенного стресса
Наука
Китайский маглев установил рекорд: разогнался до 650 км/ч за семь секунд
Новости
Австралийские бабочки используют звезды для навигации в пространстве
Наука
Древний череп из Китая впервые позволил понять, как выглядели денисовцы
Наука
Открыта загадочная связь между уровнем кислорода и магнитным полем Земли
Космос
Альтернатива сжиганию: разработана технология переработки угля в высокотехнологичное сырье
Наука
Ракета Starship Илона Маска взорвалась на площадке при подготовке к испытаниям
Космос
TECNO MEGABOOK K15S: универсальный ноутбук для тех, кто работает, создает и отдыхает
Кейсы
Два китайских спутника встретились на орбите Земли
Космос
В Москве пройдет второй Международный технологический конгресс МТК-2025
Новости
Из перовскита создали датчик изображения, который улавливает в три раза больше света
Новости