Các nhà khoa học phát triển “điốt sống” sử dụng tế bào cơ tim

Dân trí

Các nhà khoa học đang tiến một bước gần hơn đến việc bắt chước cách hệ thống sinh học tương tác và xử lý thông tin trong cơ thể - một bước quan trọng hướng tới việc phát triển các dạng rô bốt sinh học và phương pháp điều trị mới cho một số vấn đề sức khỏe liên quan đến cơ như rối loạn thoái hóa cơ bắp, rối loạn nhịp tim và mất chân tay .

Các nhà khoa học phát triển “điốt sống” sử dụng tế bào cơ tim - 1

Sử dụng tế bào cơ tim và nguyên bào sợi tim - tế bào có trong mô tim liên kết - các nhà nghiên cứu tại Đại học Notre Dame đã tạo ra một "điốt sống", có thể được sử dụng để xử lý thông tin dựa trên tế bào. Các kỹ sư sinh học tạo ra mạch dựa trên cơ thông qua một phương pháp tạo mẫu vi mô, tự hình thành, mới. Sử dụng tế bào cơ mở ra cánh cửa cho cấu trúc hoặc "mô sử dụng máy điện toán" sinh học chức năng, cho phép một cơ quan có thể kiểm soát và chỉ dẫn các thiết bị cơ học trong cơ thể.

Thiết kế này sắp xếp hai loại tế bào trong một mẫu hình chữ nhật, tách tế bào dễ bị kích thích ra khỏi các tế bào không bị kích thích, cho phép nhóm nghiên cứu chuyển đổi tín hiệu điện đơn hướng và đạt được một chức năng điốt sử dụng các tế bào sống. Ngoài chức năng giống điốt, khả năng tạo nhịp tự nhiên của tế bào cơ cho phép nhóm truyền thông tin gài trong các tín hiệu điện bằng cách điều chỉnh tần số hoạt động của các tế bào điện.

Các tế bào cơ bắp có khả năng độc đáo đáp ứng với các tín hiệu bên ngoài trong khi được kết nối với các nguyên bào sợi trong nội bộ thông qua các nút giao gian bào. Bằng cách kết hợp hai loại tế bào, các nhà khoa học có khả năng khởi động, khuếch đại và truyền tín hiệu theo định hướng. Sự thành công của các điốt cơ-tế bào mở ra một con đường hướng tới liên kết mạch dựa trên tế bào như trên với một hệ thống sống, và tạo ra các đơn vị kiểm soát chức năng cho các ứng dụng kỹ thuật y sinh như bộ dẫn động sinh học hoặc cảm biến sinh học.

Nghiên cứu này đưa ra một lựa chọn mới trong điện toán sinh học, trong đó tập trung chủ yếu vào sử dụng sơ đồ mạch gen của tế bào đơn biến đổi gen hoặc các mạng thần kinh được kích thích bằng các chất phụ gia hóa học để tạo ra các hệ thống xử lý thông tin. Tùy chọn đơn bào xử lý thông tin chậm hơn do chúng phải chuyển tiếp vào các quá trình hóa học, và cách tiếp cận dựa trên thần kinh có thể không đưa ra được tín hiệu, làm bị muộn đến 10 phần trăm thời gian.

N.K.L-NASATI (Sciencedaily)