جنرال لواء

علماء الفيزياء يصنعون ثعبان البحر الروبوتي للسباحة عبر أجسام البشر


يمكن أن يكون هذا التطور الفريد حالة تقليد تقني للفن بدلاً من العكس. عندما كان الفيزيائي Seth Fraden صغيرًا ، أصبح مغرمًا بالفيلم رحلة رائعة. في الفيلم ، يتحرك المسافرون على غواصة مجهرية عبر مجرى الدم البشري في مغامرة.

قرر فرادن أن يصنع مستكشفًا مجهريًا خاصًا به ، لكنها ليست الغواصة التي تم تصويرها في الفيلم. لقد اختار شيئًا يتمتع بحركة طبيعية أكثر قليلاً ، واحدة يمكنها التنقل بسهولة ومهارة في السوائل. قرر فرادين أنه سيخلق ثعبان البحر.

يمكن لهذا الثعبان توصيل الأدوية إلى خلايا أو جينات معينة. على الرغم من أنه لن يكون لديه الفكوك القوية لثعبان البحر الموراي أو المفاجئة المميزة للأنقليس الأخرى ، فإن إنشاء Fraden سيكرر مرونة المخلوق البحري من خلال صنعه من مادة هلامية يمكن أن تنزلق بسهولة عبر الماء.

لكن لماذا ثعبان البحر؟ وأوضح فرادن أنه بسبب بنيته وموهبته في السباحة دون عناء.

وقال بيان عن المشروع: "بالمقارنة مع معظم الكائنات البحرية ، فإن ثعبان البحر لديه نظام سباحة بسيط نسبيًا". "يمتد عمودها الفقري على طول جسمها وتحيط به على جانبيها عمود من الخلايا العصبية. وعندما تنطلق الخلايا العصبية بالتتابع أسفل أحد الأعمدة ، فإنها تسبب موجة من تقلص العضلات ، مما يجعل العمود الفقري منحنًا. وعندما تنطلق الخلايا العصبية في الجانب الآخر عمود النار ، ينحني العمود الفقري في الاتجاه المعاكس. والنتيجة هي حركة سلسة ذهابًا وإيابًا للعمود الفقري بينما يسبح ثعبان البحر ".

من أجل تكرار هذا الانقباض العضلي وحركة السوائل ، استخدم Fraden عملية من ثلاث خطوات. أولاً ، احتاج فرادن إلى خلية عصبية تتأرجح بين حالتين. استخدم عصبونات رد فعل BZ التي تنتقل ذهابًا وإيابًا بين النشاط وعدم النشاط. قدم فرادن المشورة أيضًا مع إيرف إبستين ، وهو أستاذ آخر من برانديز وهو خبير عالمي في تفاعلات بي زد. يقوم فرادن ببناء وعاء مشابه لصينية مكعبات الثلج لاحتواء هذه التفاعلات.

بعد أن وجد فرادن الخلايا العصبية الخاصة به ، شرع في بناء شبكة عصبية داخل مقصورات مكعبات الثلج. قال فرادين إن كل حجرة كانت عبارة عن خلية عصبية فردية. سمح ذلك برؤية الأعمدة على أنها خطوط من الخلايا العصبية على جانبي العمود الفقري لثعبان السمك. أطلق تفاعلات BZ في الجزء العلوي من عمود واحد ، مما تسبب في إطلاق جزيء في حاوية مكعبات الثلج الموجودة تحته ، مما يؤدي إلى تنشيط التفاعل التالي.

وقال البيان "ظهر نمط. تم تنشيط تفاعلات BZ في عمود واحد تلو الآخر ، بينما تم وضع ردود فعل BZ في العمود الآخر في وضع الإيقاف المؤقت". "عندما اكتملت جميع تفاعلات BZ في العمود الأول ، خرجت ردود الفعل في العمود الثاني من فجوة وبدأت."

بعد إتقان هذه التفاعلات ودراسة ترابطها ، كانت الخطوة الأخيرة التي احتاج فرادن إلى القيام بها هي وضع الشبكات العصبية في هلام.

وقال فرادين: "نأمل أن تتصرف المادة بنفس الطريقة التي يتصرف بها جسم ثعبان السمك ردًا على إطلاق الخلايا العصبية فيه". "سوف ينزلق بعيدا".

"تحريك المادة الجامدة" هو كيف يصفها. وأوضح بيان حول مشروع فرادين أنه لا يعيد الحياة إلى مادة غير عضوية.

يمكن أن يستخدم Fraden هذه العملية لبناء مجموعة متنوعة من الكائنات المفيدة ، بما في ذلك نوع من خيوط ثعبان البحر التي يمكن أن تغلق الجرح من تلقاء نفسها أو ثعبان البحر لتقديم روبوتات نانوية لإصلاح تلف الأنابيب.


شاهد الفيديو: هل تعلم ماذا يحدث للجسم عند المداومة على تناول ثعبان البحر هذا ما سوف يحدث لجسمك وفق أحدث الدراسات (كانون الثاني 2022).