科学家设计出能在激光照射下收缩的肌肉细胞

据物理学家组织网近日报道，美国麻省理工学院和宾夕法尼亚大学的科学家通过基因改造，设计出了能在激光脉冲照射下收缩的肌肉细胞。这种光敏组织可被用于构建关节型仿生机器人，使其在移动时也能具备和人类一样的力量和灵活性。相关研究论文发表在《芯片实验室》杂志上。

研究人员基于骨骼肌进行了实验，因为其比心肌或平滑肌都要强劲有力，在人类跑步、走路或进行其他物理运动时会被用到。自然情况下，神经元会发射电子脉冲以刺激肌肉，从而引发肌肉收缩。在实验室中，科学家通常会使用带有微弱电流的电极作为肌肉纤维的刺激源。这种技术虽然有效，但很笨重，而且电极所需的电力也会使机器人陷入缺电的困境。

不同的是，这次科研人员改用短波激光脉冲来作为外界刺激源，希望骨骼肌细胞也能在激光的刺激下发生抽动。研究人员首先对成肌细胞进行了基因改造，使其能够表达出光激蛋白。随后将成肌细胞融进了较长的肌肉纤维，并用20毫秒的蓝光脉冲对其进行照射。结果显示，当大量的激光束照射在纤维束上时，所有的纤维都发生了收缩。

另外，他们还将肌纤维和水凝胶互相混合，形成了三维的肌肉组织，并利用激光对这些组织进行刺激测试。研究人员发现，三维肌肉也会按同样的方式进行弯曲和收缩，因此利用小型的微机械芯片对肌肉组织的力量进行了测量。这种芯片内包含多个“井”，每个里面都放置了两幅容易弯曲的纸片。他们把肌肉条粘着在每个纸片上，随后用激光刺激它们。当肌肉收缩时，其也将带动纸片向内弯曲；由于每张纸片的硬度已知，他们能通过其弯曲的角度计算出肌肉的力量大小。

研究人员表示，这是首个借助光照成功刺激骨骼肌收缩的研究，为控制肌肉提供了新的“无线”方式。这种技术也可为制造高度灵活的仿生机器人奠定基础，其可在1毫米范围内提供10度的自由度，在医疗设备、药物筛选、导航和移动系统等方面能得到广泛应用。相关装置还可作为肌肉训练中心，以增强肌肉组织的力度和韧度，这对因卧床不起缺乏锻炼而导致肌肉张力下降的病患而言绝对是个福音。

沧海一粟	2012-09-19 07:56
光生物也是很有前景的，呵呵

custfeifei	2012-09-19 07:58
抢了个沙发，哈哈~~ d[ _@l

superyu2009	2012-09-19 08:25
嗯生物医学有些成果更让人感动

guan-g	2012-09-19 08:27
学习学习

duqingyin	2012-09-19 10:18
物医学有些成果

猫里奥	2012-09-19 10:21
研究成果让人感动 5<Uh2c

570331610	2012-09-19 10:40
路过，学习。

563508843	2012-09-19 10:52
肌肉细胞，对人体可行性！！！

hanlinvan	2012-09-19 10:54
学习一下

563508843	2012-09-19 10:57
医学成果对人类具有非凡贡献！！

happyhappy	2012-09-19 11:24
路过。。。

ta0049	2012-09-19 11:32
不错啊，看样子还不错

transfercai	2012-09-19 11:53
希望光学行业越来越好啊

vurtne_000	2012-09-19 12:10
光生物也是很有前景的

legendlyy	2012-09-19 12:42
了解了解！！

xjf605	2012-09-19 12:59
绿色能源、医疗健康将是引导技术发展的大方向哈。。

明珠光学	2012-09-19 13:19
研究成果不错哦，

zzust	2012-09-19 13:44
长见识了。

hustxyz	2012-09-19 13:50
研究成果让人感

ghostrider89	2012-09-19 15:13
关注中

springzr	2012-09-19 15:39
光生物也是很有前景的

sh1986ye	2012-09-19 16:21
也是很有前景的

断点坐标	2012-09-19 16:22
光生物也是很有前景的，呵呵

博琊	2012-09-19 17:20
我是做任务过来的

ding123123	2012-09-19 22:42
了解一下

joker	2012-09-19 23:13
这种生物仿生前景很好啊，不过要求复合人才

xiaozangyu	2012-09-20 00:12
回复看看

41144141	2012-09-20 14:32
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