Małe sterowane magnetycznie roboty nakłaniają komórki nerwowe do tworzenia połączeń

Małe roboty mogą działać jako łączniki komórek nerwowych, wypełniając luki między dwiema różnymi grupami komórek. Te mikroskopijne łaty mogą prowadzić do bardziej wyrafinowanych sposobów wzrostu sieci komórek nerwowych w laboratorium, a być może są w stanie nawet naprawiać uszkodzone komórki nerwowych u ludzi, donoszą naukowcy z 25 września w Science Advances .

Inżynierowie Eunhee Kim i Hongsoo Choi, obaj z Instytutu Nauki i Technologii Daegu Gyeongbuk w Korei Południowej, oraz ich koledzy jako pierwsi zbudowali prostokątne roboty o długości 300 mikrometrów, pokryte są smukłymi poziomymi rowkami, o szerokości mniej więcej wąsów komórek nerwowych, które wymieniają wiadomości z innymi komórkami.

Naukowcy odkryli, że te mikroroboty były podatnym gruntem dla szczurzych komórek nerwowych. W miarę jak komórki rosły, ich wysyłające wiadomości aksony i odbierające wiadomości dendryty starannie podążały wzdłuż linią rowków robotów.

Po załadowaniu około 100 komórek nerwowych celem mikrorobota było umieszczenie się między dwiema oddzielnymi wyspami komórek nerwowych wyhodowanych na szklanych płytkach i wypełnienie luki. Obracające się pola magnetyczne wysłały mikrorobota w kierunku celu. Kiedy mikrorobot się zbliżył, naukowcy wykorzystali stabilniejsze pole magnetyczne, aby ustawić je między dwiema grupami komórek.

Mikrorobot przenoszący komórki nerwowe (mostek środkowy) łączy dwa oddzielne skupiska komórek nerwowych (ciała komórek są na tej mikrofotografii zabarwione na zielono, jądra są niebieskie), umożliwiając tym skupiskom komunikację. E. KIM I WSP. / SCIENCE ADVANCES 2020

Komórki nerwowe mikrorobota następnie wyrosły w kierunku klastrów, podczas gdy komórki w klastrach wyrosły na robocie. Elektrody ujawniły, że te nowe połączenia umożliwiły przepływ sygnałów neuronowych z jednego skupiska komórek nerwowych do drugiego.

Stworzenie tych mostów neuronowych może pomóc naukowcom w projektowaniu lepszych replik złożonych sieci komórek nerwowych w mózgu. Podobne systemy mogą również prowadzić do nowych sposobów badania wzrostu komórek nerwowych, eksperymentów, które mogą ostatecznie wskazać terapie dla osób z urazami nerwów. Takie precyzyjne budowanie może być również przydatne w komputerach, umożliwiając naukowcom projektowanie i budowanie komputerów biologicznych z komórkami nerwowymi.

Źródło: Laura Sanders

E. Kim et al.  A magnetically actuated microrobot for targeted neural cell delivery and selective connection of neural networksScience Advances. Published September 25, 2020. doi: 10.1126/sciadv.abb5696.

Zdjęcia: HONGSOO CHOI/ DGIST-ETH MICROROBOTICS RESEARCH CENTER

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x