Мышечные и нервные клетки при содействии ускоряются в своём развитии
Благодаря современным технологиям создаются гибридные механизмы, умело сочетающие в себе как живые клетки мышц, так и технику, то есть «железо». На сегодняшний день популярными считаются изобретения в области робототехники и инженерии — и наиболее востребованным является создание модулей «микроуровня», то есть маленького масштаба. Обычно мышечная и нервная системы работают сопряженно в живых организмах. Это важно, в первую очередь, для осуществления контроля и координации комплексных движений, а также для адаптации нашего организма к интенсивно меняющимся условиям окружающей среды. Именно поэтому изучение и воспроизведение подобной синергии нервов и мышц, симуляция механизма их контактов, является перспективным направлением биогибридных разработок. Такие биомеханизмы выполняют более сложные функции, чем мы можем представить.
Чтобы создать платформу, на которой можно проводить синхронизацию нейронов и искусственных мышц, учёные воспользовались выращенными в лабораторных инкубаторах образцами тканей и культурой нейронов. Нейросфера была помещена в середину платформы, вокруг неё располагались скелетные мышцы, фибробласты и межклеточный матрикс для соединения элементов системы. Учеными контролировалась и регистрировалась сила сокращения мышц, происходило наблюдение взаимодействия всех тканей между собой. Получившиеся нервно-мышечные контакты функционировали сообща: например, воздействуя на систему светом, можно было наблюдать общее возбуждение. Локальная активность нейронов посылала высокочастотные импульсы, пробуждающие активность других элементов системы, в результате чего импульсация всей системы синхронизировалась. Именно благодаря присутствию мышц происходило ускоренное созревание нейронов, так как без участия первых их активность была невысока, и развитие происходило гораздо более медленно. Благодаря мышцам буквально за 2-3 дня происходило выращивание отростков нейронов, после чего наблюдалось сокращение мускул в ответ на активность нервных клеток. В синергии с ними мышечная активность перестала быть спонтанной, стала более организованной. Был сделан вывод, что мышечные клетки имеют специальные сигнальные молекулы, привлекающие нейроны.
Ученые говорят о том, что данное исследование будет очень полезно в будущем, так как сможет быть основой для создания искусственных мышечных механизмов, которые помогут усовершенствовать роботов, а также будут полезными для интеграции в тело живого организма.
