روباتی بیوهیبریدی؛

دانشمندان با نخاع موش صحرایی روبات زیستی ساختند

دانشمندان دانشگاه ایلینویز در آمریکا با استفاده از نخاع موش صحرایی و یک بافت عضلانی مهندسی شده یک روبات بیوهیبریدی ساختند.

کد خبر: ۸۴۴۴۳۶

جمعه - ۱۲ ارديبهشت ۱۳۹۹ / May 01, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، دانشمندان یک سیستم عضلانی مهندسی شده و نخاع موش صحرایی را به مدت یک هفته در آزمایشگاه نگهداری و مشاهده کردند که نخاع شروع به تولید سیگنال‌های الکتریکی کرد که موجب انقباض عضلات مصنوعی شد.

روبات‌های زیستی یا بیوبات‌ها از سیستم‌های طبیعی الهام می‌گیرند تا حرکات موجودات زنده مانند شنا یا پریدن را تقلید کنند. ارتقای بیوبات‌ها برای انجام بهتر رفتارهای پیچیده حرکتی روز به روز با برنامه‌های مهندسی هیجان‌انگیز همراه است تا دانشمندان با کمک آن به حل چالش‌های دنیای واقعی بپردازند. درحال حاضر، این فرآیند در مرحله ساخت روبات‌های بیوهیبریدی، یعنی روبات‌های تلفیقی از مواد ارگانیک و مصنوعی، است.

زمانی که دانشمندان این روبات را که نام «اسپینوبات» روی آن گذاشته‌اند، با طناب نخاعی بدن انسان مقایسه کردند، چندین شباهت مشاهده کردند. آنها برای آزمایش عملکرد اسپینوبات، گلوتامات انتقال دهنده عصبی را به محلولی که در آن بیوبات زنده وجود داشت، اضافه کرده و متوجه شدند که غلظت‌های بالاتر گلوتامات باعث شد نورون‌های نخاع با سرعت بیشتری فعال و باعث انقباضات مکرر و ریتمیک عضلات مصنوعی شوند.

دانشمندان می‌گویند: این انتقال‌دهنده‌های عصبی نشانه‌هایی برای انقباض عضله هستند. به همین دلیل، تصمیم گرفتیم که از رایج‌ترین تحریک کننده عصبی یعنی گلوتامات استفاده کنیم. با این حال، معتقدیم که با ایجاد این ترکیب و ادغام آن با انتقال‌دهنده‌های عصبی در سلول‌های عصبی نخاعی یعنی گلوتامان و سروتونین، می‌توانیم الگوی تحریک‌پذیری سلول‌های عصبی را تغییر دهیم.

آنها ادعا می‌کنند که این روبات زیستی راهگشای مطالعه و درمان بیماری‌های سیستم عصبی مانند بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا ALS – بیماری که استیون هاوکینگ به آن مبتلا بود- خواهد شد.

دانشمندان می‌گویند: اکثر مطالعات مربوط به ALS مرتبط با زمانی می‌شد که حیوان مورد آزمایش برای بافت‌شناسی آماده شده بود،‌ زیرا مطالعه روی سیستم عصبی نخاعی، یعنی نورون‌هایی که از نخاع تا تمام عضلات شما گسترش می‌یابد، بسیار پیچیده و دشوار است.

آنها با استفاده از بیوبات جدید یا سیستم‌های عضلانی مصنوعی نخاعی ترکیبی خود، می‌توانند حتی در زمان واقعی، روی بیماری‌های سیستم عصبی و اثرات آنها روی بافت مطالعه کنند.
محققان می‌افزایند: این روبات زیستی نشان می‌دهد که می‌توان بافت «سالم» حیوان را با بافت جهش‌یافته ساخته شده از مدل‌هایی از هر بیماری مثل ALS جایگزین کرد و روی چگونگی تغییر بافت بیمار و توسعه و عملکرد محل اتصال نورون‌ها و ماهیچه‌ها مطالعه کرد.
آنها امیدوارند که در آینده بتوانند از بیوبات‌های هیبریدی به عنوان مدل‌ آموزش جراحی نیز استفاده کرد و به دانشجویان پزشکی این امکان را داد که روی بافت بیولوژیکی واقعی جراحی کنند.