據(jù)澎湃新聞7月12日?qǐng)?bào)道，哈佛大學(xué)教授凱文·基特·派克（Kevin Kit Parker）使用大鼠肌肉細(xì)胞和金質(zhì)骨架造出了一條機(jī)器魚。這條機(jī)器魚可以使用光脈沖信號(hào)進(jìn)行控制。這個(gè)試驗(yàn)品將有助于科學(xué)家向著人造心臟的目標(biāo)更進(jìn)一步。
用大鼠肌肉細(xì)胞和金質(zhì)骨架造出的機(jī)器魚
派克最初想要造出一個(gè)人造心臟，但他的女兒卻對(duì)波士頓水族館的生物非常感興趣。這對(duì)父女檔的結(jié)合給科學(xué)界帶來(lái)了不可思議的創(chuàng)造：一個(gè)身長(zhǎng)只有0.6英寸（相當(dāng)于16毫米），重量只有0.4盎司（大約10克）的機(jī)器魚，魚身骨架全部都是用黃金打造的。
這只機(jī)器魚內(nèi)部大約有20萬(wàn)個(gè)的大鼠肌肉細(xì)胞，工程師可以通過(guò)控制光脈沖信號(hào)來(lái)控制這條微小的機(jī)器魚的游動(dòng)方向以及速度，使得它能夠像黃貂魚一樣在水中優(yōu)雅地游來(lái)游去。
左邊是機(jī)器魚，右邊是真的黃貂魚
當(dāng)這些稱為“心肌細(xì)胞”的大鼠肌肉細(xì)胞受到刺激的時(shí)候，細(xì)胞的收縮會(huì)使得它的魚鰭向下移動(dòng)，從而進(jìn)行移動(dòng)。
因?yàn)椤靶募〖?xì)胞”仍需要依靠能量向上移動(dòng)，所以科學(xué)家們還設(shè)計(jì)了一套純黃金制造的魚骨架，通過(guò)這個(gè)黃金魚骨架可以儲(chǔ)存一些向下的能量，而這些能量的釋放，使得魚鰭能夠向上移動(dòng)，就好像是細(xì)胞的放松一樣，從而實(shí)現(xiàn)了魚鰭的上下移動(dòng)，前進(jìn)與后退。
此外，這些“心肌細(xì)胞”經(jīng)過(guò)了基因工程改造，所以使得其對(duì)光具有強(qiáng)烈的敏感性。這樣一來(lái)，科學(xué)家就可以通過(guò)光波脈沖來(lái)控制機(jī)器黃貂魚的移動(dòng)。
科學(xué)家通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，不對(duì)稱光脈沖信號(hào)可以控制機(jī)器黃貂魚到底是向左移動(dòng)還是向右移動(dòng)；而通過(guò)不同頻率的光脈沖信號(hào)則可以控制機(jī)器黃貂魚到底是以什么樣的速度移動(dòng)。
對(duì)于科學(xué)界來(lái)說(shuō)，這樣的結(jié)合意義非凡，也帶來(lái)了新科學(xué)方法：利用組織工程學(xué)創(chuàng)造仿生生物、材料。
“結(jié)合了工程學(xué)、細(xì)胞學(xué)、基因?qū)W以及生物工程學(xué)，這個(gè)機(jī)器魚很明顯是技術(shù)帶來(lái)的創(chuàng)造?！蔽餮艌D大學(xué)綜合生物學(xué)教授亞當(dāng)·薩默斯（Adam Summers）說(shuō)。
將細(xì)胞學(xué)和仿生材料結(jié)合也讓派克向制造成人工心臟的夢(mèng)想更近了一步。
“你可以想象下，我們將可以使用這個(gè)技術(shù)來(lái)重塑人類身體的部分。”浙江大學(xué)神經(jīng)工程師徐科迪說(shuō)。
派克現(xiàn)在是哈佛大學(xué)的應(yīng)用物理學(xué)家，5年前他首次涉足機(jī)器人領(lǐng)域。在帶女兒去水族館游玩時(shí)，他被水族館的水母迷住了，水母的游動(dòng)軌跡讓他想到心臟的跳動(dòng)。目前，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得了心臟細(xì)胞的有機(jī)硅薄膜，但目前他還不確定是否能運(yùn)用到類似水母的起搏器中。”我們的想法是通過(guò)觀察更多的自然界的生物，利用反向工程技術(shù)，制造更多的肌肉泵，從而能夠更好地幫助我們理解心臟以及心臟相關(guān)的疾病。”派克說(shuō)。
另外，派克認(rèn)為這項(xiàng)研究發(fā)明能幫助海洋生物學(xué)家了解黃貂魚究竟是如何游動(dòng)的；同時(shí)也幫助了機(jī)器人工程師，讓他們看到了可以把細(xì)胞用作生物工程材料的可能性。這對(duì)于未來(lái)來(lái)說(shuō)將是一個(gè)具有巨大價(jià)值與意義的創(chuàng)新。
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