該振動平臺可用于生長人造肌肉,為軟機器人提供動力,并測試神經(jīng)肌肉疾病的治療方法。
毫無疑問,鍛煉對身體有好處,包括增強和調(diào)理我們的肌肉。但運動究竟是如何實現(xiàn)這一目標的呢?
當我們跑步、舉重和伸展時,我們的肌肉會感受到來自周圍細胞的化學信號,以及來自組織的機械力。一些生理學家想知道:最終推動我們肌肉生長的是身體的天然化學興奮劑還是重復運動的物理力——或者兩者的某種混合?答案可能是找到幫助人們從肌肉損傷和神經(jīng)退行性疾病中恢復的療法的關(guān)鍵。
麻省理工學院的創(chuàng)新細胞鍛煉墊
現(xiàn)在,麻省理工學院的工程師們設(shè)計了一種細胞鍛煉墊,可以幫助科學家在微觀層面上將運動的純機械效應歸零。
新設(shè)計與瑜伽墊沒有太大區(qū)別:兩者都是橡膠的,有一點彈性。就麻省理工學院的墊子而言,它是由水凝膠制成的,水凝膠是一種柔軟的果凍狀材料,大約有 25 美分硬幣大小,嵌入了磁性微粒。
為了激活凝膠的機械功能,研究人員在墊子下方使用外部磁鐵來前后移動嵌入的顆粒,從而像振動墊一樣依次搖動凝膠。他們控制擺動的頻率來模擬肌肉在實際鍛煉過程中所經(jīng)歷的力量。
觀察肌肉細胞對機械運動的反應
接下來,他們在凝膠表面生長了一層肌肉細胞,并激活了磁鐵的運動。然后,他們研究了細胞在磁振動時如何響應“運動”。
到目前為止,結(jié)果表明定期的機械鍛煉可以幫助肌肉纖維向同一方向生長。這些排列整齊的“運動”纖維也可以同步工作或收縮。研究結(jié)果表明,科學家可以使用新的鍛煉凝膠來塑造肌肉纖維的生長方式。該團隊計劃利用他們的新設(shè)備對強健的功能性肌肉進行圖案化,可能用于軟機器人和修復患病組織。
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