哈佛大學教授Kevin Kit Parker想要造出一個人造心臟,他的女兒卻對波士頓水族館的生物非常感興趣。這對父女檔的結合給科學界帶來了不可思議的創造:一個身長只有0.6英寸(相當於16毫米),重量只有0.4盎司(大約10克)的機器魚,魚身骨架全部都是用黃金打造的。        

          

這隻機器魚內部大約有20萬個的大老鼠肌肉細胞,工程師可以通過控制光脈衝信號來控制這條微小的機器魚的游動方向以及速度,使得它能夠像黃貂魚一樣在水中優雅地游來游去。        

          

當這些稱為“心肌細胞”的大老鼠肌肉細胞受到刺激的時候,細胞的收縮會使得它的魚鰭向下移動,從而進行移動。        

          

因為“心肌細胞”仍需要依靠能量向上移動,所以科學家們還設計了一套純黃金製造的魚骨架,通過這個黃金魚骨架可以儲存一些向下的能量,而這些能量的釋放,使得魚鰭能夠向上移動,就好像是細胞的放鬆一樣,從而實現了魚鰭的上下移動,前進與後退。        

          

此外,這些“心肌細胞”經過了基因工程改造,所以使得其對光具有強烈的敏感性。這樣一來,科學家就可以通過光波脈衝來控制機器黃貂魚的移動。        

          

科學家通過測試發現,不對稱光脈衝信號可以控制機器黃貂魚到底是向左移動還是向右移動;而通過不同頻率的光脈衝信號則可以控制機器黃貂魚到底是以什麼樣的速度移動。        

對於科學界來說,這樣的結合意義非凡,也帶來了新科學方法:利用組織工程學創造仿生生物、材料。        

“結合了工程學、細胞學、基因學以及生物工程學,這個機器魚很明顯是技術帶來的創造。”西雅圖大學綜合生物學教授Adam Summers說。        

將細胞學和仿生材料結合也讓Parker向製造成人工心臟的夢想更近了一步。        

“你可以想像下,我們將可以使用這個技術來重塑人類身體的部分。”浙江大學神經工程師徐科迪說。        

Parker現在是哈佛大學的應用物理學家,5年前他首次涉足機器人領域。在帶女兒去水族館遊玩時,他被水族館的水母迷住了,水母的游動軌跡讓他想到心臟的跳動。目前,他的團隊已經獲得了心臟細胞的有機矽薄膜,但目前他還不確定是否能運用到類似水母的起搏器中。        

“我們的想法是通過觀察更多的自然界的生物,利用反向工程技術,製造更多的肌肉泵,從而能夠更好地幫助我們理解心臟以及心臟相關的疾病。”Parker說。        

另外,Parker認為這項研究發明能幫助海洋生物學家了解黃貂魚究竟是如何游動的;同時也幫助了機器人工程師,讓他們看到了可以把細胞用作生物工程材料的可能性。這對於未來來說將是一個具有巨大價值與意義的創新。        

這下~我們離人造心髒又近了一步!