Все новости

Ученые создали биоробота из фрагмента спинного мозга крысы и искусственных мышц

Исследователи считают, что фрагменты спинного мозга можно использовать даже для того, чтобы управлять мышцами вне тела

ТАСС, 29 апреля. Нейрофизиологи из США создали прототип "биоробота", подключив фрагмент спинного мозга крысы к искусственно выращенным мускулам, и научились им управлять. Описание их работы опубликовал научный журнал APL Bioengineering.

"У традиционных роботов и киберпротезов есть множество проблем. Они не очень гибкие, мало совместимы с живой тканью, не могут чинить сами себя и разлагаться после завершения жизненного цикла. Природа уже нашла творческие решения для всех этих проблем. Воспользовавшись ее опытом, мы можем создавать все более сложных и полезных биороботов", – пишут ученые.

За последние десять лет нейрофизиологи и биоинженеры создали десятки различных киберпротезов, искусственных конечностей и органов чувств, которые можно подключать к головному или спинному мозгу человека и животных при помощи специальных систем, которые ученые называют "нейроинтерфейсами".

К примеру, в 2012 году медики впервые подключили к мозгу парализованной женщины кибернетическую руку, в результате чего она смогла самостоятельно выпить чашку кофе и выполнить некоторые другие действия. В 2016 году специалисты из американского Университета Дьюка подключили мозг пациента к роботизированной коляске, а год назад они вернули больному способность ходить при помощи специального стимулятора спинного мозга.

Век биороботов

Нейрофизиологи из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (США) под руководством профессора Марты Джиллетт уже много лет пытаются сделать следующий логический шаг – научиться создавать и подключать к телу кибернетические конечности и органы чувств, которые состоят из искусственно выращенных тканей и клеток.

Это позволит решить массу проблем, которые связаны с ненадежностью и недолговечностью техники и нейроинтерфейсов, а также с тем, что они не до конца совместимы с биологическими тканями. К примеру, искусственные мышцы и органы смогут поддерживать свою жизнедеятельность и восстанавливать мелкие повреждения в работе, чего нельзя добиться при работе с механическими протезами.

Многие ученые, как отмечают Джиллетт и ее коллеги, считают, что спинной мозг человека и животных может научиться управлять работой подобных "биопротезов" без какого-либо вмешательства со стороны медиков. Они проверили эту теорию на практике, подключив искусственно выращенные мускулы к фрагменту спинного мозга крысы.

Как показали эти опыты, уже через семь дней нейроны спинного мозга "вросли" в мышцы и начали посылать в них сигналы. В результате искусственная мускулатура начала периодически сокращаться. Используя различные химические вещества и электрические сигналы, нейрофизиологи научились управлять этими сокращениями, воздействуя на фрагмент спинного мозга.

"Когда мы изучили то, как были устроены связи между мышцами и нервными клетками, мы очень удивились тому, что они были очень похожи на то, как развивается периферическая нервная система внутри зародышей животных. Это говорит о том, что фрагменты спинного мозга можно использовать для полноценного управления мышцами даже вне тела", – подытожил еще один разработчик, коллега Марты по университету Колин Кауфман.