該振動平臺可用于生長人造肌肉,為軟機(jī)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(qiáng)和調(diào)理我們的肌肉。但運(yùn)動究竟是如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的呢?
當(dāng)我們跑步、舉重和伸展時(shí),我們的肌肉會感受到來自周圍細(xì)胞的化學(xué)信號,以及來自組織的機(jī)械力。一些生理學(xué)家想知道:最終推動我們肌肉生長的是身體的天然化學(xué)興奮劑還是重復(fù)運(yùn)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(fù)的療法的關(guān)鍵。
麻省理工學(xué)院的創(chuàng)新細(xì)胞鍛煉墊
現(xiàn)在,麻省理工學(xué)院的工程師們設(shè)計(jì)了一種細(xì)胞鍛煉墊,可以幫助科學(xué)家在微觀層面上將運(yùn)動的純機(jī)械效應(yīng)歸零。
新設(shè)計(jì)與瑜伽墊沒有太大區(qū)別:兩者都是橡膠的,有一點(diǎn)彈性。就麻省理工學(xué)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(jī)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(shí)際鍛煉過程中所經(jīng)歷的力量。
觀察肌肉細(xì)胞對機(jī)械運(yùn)動的反應(yīng)
接下來,他們在凝膠表面生長了一層肌肉細(xì)胞,并激活了磁鐵的運(yùn)動。然后,他們研究了細(xì)胞在磁振動時(shí)如何響應(yīng)“運(yùn)動”。
到目前為止,結(jié)果表明定期的機(jī)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(yùn)動”纖維也可以同步工作或收縮。研究結(jié)果表明,科學(xué)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(tuán)隊(duì)計(jì)劃利用他們的新設(shè)備對強(qiáng)健的功能性肌肉進(jìn)行圖案化,可能用于軟機(jī)器人和修復(fù)患病組織。
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