Diese einzigartige Entwicklung könnte ein Fall von Technologie sein, die Kunst imitiert und nicht umgekehrt. Als der Physiker Seth Fraden jung war, war er von dem Film fasziniert. Fantastische Reise . In dem Film bewegen sich Reisende mit einem mikroskopisch kleinen U-Boot auf einem Abenteuer durch den menschlichen Blutkreislauf.
Fraden hat beschlossen, einen eigenen mikroskopischen Entdecker zu machen, aber es ist nicht ganz das U-Boot, das im Film abgebildet ist. Er hat sich für etwas mit etwas natürlicherer Bewegung entschieden, das sich leicht und geschickt in Flüssigkeiten bewegen lässt. Fraden hat beschlossen, es zu erschaffenein Aal.
Dieser Aal würde Medikamente an bestimmte Zellen oder Gene abgeben. Während er nicht die mächtigen Kiefer eines Muränen oder den charakteristischen Schnappschuss anderer Aale hätte, würde Fradens Kreation die Flexibilität des Meeresbewohners nachbilden, indem es aus einem Gel hergestellt wird, daskönnte leicht durch Wasser gleiten.
Aber warum ein Aal? Wegen seines Aufbaus und seines Könnens zum mühelosen Schwimmen, erklärte Fraden.
" Im Vergleich zu den meisten Meerestieren verfügt der Aal über ein relativ einfaches System zum Schwimmen ", heißt es in einer Erklärung zum Projekt." Seine Wirbelsäule erstreckt sich über die gesamte Länge seines Körpers und ist auf beiden Seiten von einer Neuronensäule umgeben. Wenn Neuronen feuernNacheinander in einer der Säulen verursachen sie eine Welle der Muskelkontraktion, wodurch die Wirbelsäulenkurve entsteht. Wenn die Neuronen in der anderen Säule feuern, krümmt sich die Wirbelsäule in die entgegengesetzte Richtung. Das Ergebnis ist eine sanfte Hin- und Herbewegung der WirbelsäuleWirbelsäule beim Schwimmen des Aals. "
Um diese Muskelkontraktion und Flüssigkeitsbewegung zu replizieren, verwendete Fraden einen dreistufigen Prozess. Zunächst benötigte Fraden ein Neuron, das zwischen zwei Zuständen schwankte. Er verwendete BZ-Reaktionsneuronen, die zwischen aktiv und inaktiv hin und her wechseln. Fradenberiet sich auch mit Irv Epstein, einem anderen Professor aus Brandeis, der ein globaler Experte für BZ-Reaktionen ist. Fraden baut einen Behälter ähnlich einer Eiswürfelschale, um diese Reaktionen einzudämmen.
Nachdem Fraden seine Neuronen gefunden hatte, machte er sich daran, ein neuronales Netzwerk innerhalb der Eiswürfelkompartimente aufzubauen. Jedes Kompartiment war ein einzelnes Neuron, sagte Fraden. Dadurch konnten die Säulen als Neuronenlinien auf beiden Seiten des Rückgrats eines Aals gesehen werdenEr löste die BZ-Reaktionen am oberen Ende einer Säule aus, wodurch ein Molekül in den Eiswürfelbehälter darunter freigesetzt wurde und die nächste Reaktion aktivierte.
"Es entstand ein Muster. Nacheinander wurden die BZ-Reaktionen in einer Spalte aktiviert, während die BZ-Reaktionen in der anderen Spalte in den Pausenmodus versetzt wurden", heißt es in der Erklärung. "Wenn alle BZ-Reaktionen in der ersten Spalte warenabgeschlossen, kamen die Reaktionen in der zweiten Spalte aus der Pause und starteten. "
Nachdem diese Reaktionen perfektioniert und ihre Interkonnektivität untersucht worden waren, musste Fraden als letzten Schritt die neuronalen Netze in ein Gel verwandeln.
"Wir hoffen, dass sich das Material genauso verhält wie der Körper eines Aals als Reaktion auf die Schüsse seiner Neuronen", sagte Fraden. "Es wird wegrutschen."
"Leblose Materie animieren" beschreibt er so. Er erweckt anorganische Materie nicht zum Leben ", erklärte eine Aussage über Fradens Projekt.
Fraden könnte den Prozess verwenden, um eine Vielzahl hilfreicher Kreaturen zu bauen, einschließlich einer Art Aalnaht, die eine Wunde von selbst schließen könnte, oder eines Aals, um Nanobots zu liefern, die Rohrschäden reparieren.
Via : Brandeis