Rytmisk svajende sin hale fra side til side, bevæger denne mærkelige syntetiske fisk sig i en opløsning af salt og glukose og bruger samme kraft som vores hjerter, når de slår. Dette bemærkelsesværdige miniature kredsløbssystem, udviklet af forskere ved Harvard og Emory Universiteter, kan holde svømme i takt i over 100 dage. Forskere har store forhåbninger til denne mærkelige lille enhed.
Således skabte forskere den første fuldt autonome biohybride robotfisk, bestående af menneskelige hjertemuskelceller, papir og hydrogel. Enheden, der vejer 25 mg, gengiver muskelsammentrækningerne i et arbejdende hjerte, hvilket gør det muligt for det at flyde i vand. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science.
Forskere har lavet en enhed af kardiomyocytter opnået fra menneskelige stamceller, som efterligner en zebrafisks bevægelse. Den biomekaniske robot har en halefinne bestående af to lag (dobbeltlag) af muskelceller. Disse lag fungerede på en antagonistisk måde: når den ene side af finnen strakte sig, trak den anden side sig sammen. Strækning af laget førte til åbning af mekanosensitive proteinkanaler, hvilket forårsagede yderligere sammentrækning, derefter strækning og så videre. Denne lukkede cyklus sikrede 108 dages autonom drift af enheden.
Til sekundær kontrol af kontraktions-strækcyklussen byggede forskerne en analog af hjertets sinusknude fra kardiomyocytter - G-knuden, som sender elektriske signaler til finnens muskler og fungerer som pacemaker. Den autonome G-knude og dobbeltlag genererede sammen spontane, men koordinerede hurtige bevægelser af kroppen og finnen. Som et resultat øgede robotfisken udstyret med en G-node sin svømmehastighed til mere end én kropslængde pr. sekund (15 mm pr. sekund).
Amplituden af muskelsammentrækninger, maksimal svømmehastighed og muskelkoordination steg i løbet af den første måned, efterhånden som cardiomyocytter modnes. I sidste ende opnåede de biohybride fisk svømmehastigheder, der kunne sammenlignes med dem for zebrafisk i naturen.
Ifølge forskerne kan deres teknologi ikke kun være grundlaget for at skabe komplekse biomekaniske selvbærende enheder, men også forbedre forståelsen af det menneskelige hjerte.
Læs også:
- Forskere ved MIT har bestemt, hvordan man kan gøre kvantecomputere mindre
- Ukrainske Viber-brugere tror, at folk omkring dem kigger ind i deres chats