Ученые еще на шаг приблизились к имитации того, как биологические системы взаимодействуют друг с другом и обрабатывают информацию в теле. Это важный шаг к новым формам биороботологии и лечения проблем, связанных с мускулами, включая дегенеративные заболевания мускулов, аритмию и потерю конечностей.
«Живой диод»: компьютер из человеческих мускулов

С помощью клеток сердечной мышцы и сердечных фибропластов — клеток, найденных в соединительной сердечной ткани — исследователи из университета Нотр-Дам создали «живой диод», который можно использовать для процесса обработки информации, основанного на клетках. Биоинженеры создали эту основанную на мускулах схему через новый самоформирующийся метод микропаттернов.

Использование мускульных клеток в таком контексте открывает дверь для создания функциональных биологических структур или «вычислительных тканей», которые позволят органам контролировать и прямо управлять механическими устройствами. Согласно схеме клетки размещают в форме прямоугольника, отделяя возбудимые клетки от невозбудимых, таким образом, электрические сигналы проводятся однонаправленно, а живые клетки превращаются в диоды. Вдобавок, используя естественный ритм этих клеток, автор исследования Пинар Зорлутуна и ее команда, смогли передать информацию, включенную в электрический сигнал, модулируя частоту электрической активности клеток.

Это исследование открывает новые возможности в биокомпьютеризации, которая раньше использовала генную проводку модифицированных одиночных клеток, или нейронные сети с химическими добавками для создания информационно-обрабатывающих систем. Но одиночные клетки медленно обрабатывают информацию, так как полагаются на химические процессы, а нейроны часто не туда направляют сигнал, выдавая ошибку в 10% случаев. Новый же подход и точнее, и быстрее.

Статья об открытии опубликована в журнале Advanced Biosystems.