به گزارش بنیان به نقل از medicalxpress، ربات های صنعتی کارهای غیرقابل تصوری را می توانند انجام دهند، اما سیستم های کنترلی آن ها به طور باورنکردنی پیچیده است. آن ها به میزان زیادی به قدرت الکتریکی چرخشی شان تکیه دارند که معمولا از طریق نرم افزارهای تبدیل کننده نوری دقیق به صورت فیدبکی کنترل می شوند.

پیشرفت ها در تکنولوژی ماهیچه های مصنوعی، که به طور بالقوه می تواند طراحی ربات ها را ساده کند، پابرجاست اما به آهستگی صورت می گیرد. با نگاهی به سمت ساخت سیستم های یکپارچه مصنوعی، محققان در تلاش برای ساخت دستگاه های مبتنی بر عصب و عضله واقعی هستند. بسیاری از تلاش ها تاکنون به سیستم های کشت دوبعدی محدود شده است که پایبند به چسبیدن به یک بستر مسطح برای بدست آوردن یکپارچگی است. محققین دانشگاه توکیو اخیرا واحدهای ماهیچه ای ساده ای با قابلیت انقباض ساخته اند که از سلول های بنیادی عصبی تمایز یافته اند که روی ماهیچه اسکلتی کشت شده بودند. آن ها در گزارشی که ارائه کرده اند بیان کرده اند که چگونه این سازه های فیبری کشیده می توانند برای کنتراست تحریک شوند و نیروی قابل تاملی را با فعال کردن شیمیایی نورون ها تولید کنند.

یک گام اساسی در عضلات در حال رشد به صورت واقع بینانه ایجاد اتصالات عصبی عضلانی عملکردی(NMJs) است. در ماهیچه رشد کرده طبیعی، هر نورون حرکتی بیش از دوهزار سیناپس برای کنترل انقباض فیبرهای عضلانی ایجاد می کند. محققین این اتصالات عصبی عضلانی را در سازه هایشان پیدا کرده اند، هم چنین آن ها گیرنده های استیل کولینی متمرکزی را که برای انتقال سیگنال های کنترلی به ماهیچه لازم است را نیز در این سازه ها شناسایی کرده اند. وقتی گلوتامات را برای فعال سازی نورون ها استفاده کردند، ماهیچه ها نیز به مانند حالت فیزیولوژیک منقبض شدند. به عبارت دیگر، نیروی ایجاد شده به صورت یکدست ویک جهته در امتداد بافت پیش می رفت و به صورت هم زمان فیبرها را منقبض می کرد.

به منظور ساخت دسته های فیبری کشیده، محققین از استامپ پلیمری(PDMS) برای خلق الگوی نواری اولیه استفاده کردند. لبه های دسته ها به شیشه چسبیده بود تا کشش لازم برای تکوین مناسب حفظ شود. سپس نوروسفیرها(neurospheres) اضافه شده و به شکل بالغ تمایز یافتند که قادر بودند اکسون ها را به سمت ماهیچه بکشند. طی تکوین ماهیچه یا میوژنز، سلول های ماهیچه ای جوان با هم ادغام می شوند تا به فیبرهای طویل چندهسته ای یا میوتیوب تبدیل شوند. همه سلول ها از پس این مرحله بر نمی آیند و برخی سلول ها دچار آپوپتوز می شوند.

برخلاف آن چه گفته شد هنوز خیلی مانده تا مشخص شود که اتصالات عصب عضله چگونه ساخته می شوند و به صورت بهینه به وسیله موجود مورد استفاده قرار می گیرند. روشی که انرژی موجود در پالس های عصبی به دو جزء الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شود و در امتداد اتصالات پخش می شود.

پایان مطلب/