麻省理工学院的科学家学习如何用光控制肌肉

一项新研究表明,光遗传学可以比电刺激更有效地控制肌肉收缩,减少疲劳。

来源:MIT新闻 _机器人

对于瘫痪或截肢患者,通过电流人工刺激肌肉收缩的神经假体系统可以帮助他们恢复肢体功能。然而,尽管经过多年的研究,这种假体并未得到广泛应用,因为它会导致肌肉快速疲劳和控制不佳。

麻省理工学院的研究人员开发了一种新方法,他们希望有朝一日能够提供更好的肌肉控制,同时减少疲劳。他们没有使用电来刺激肌肉,而是使用光。在一项针对小鼠的研究中,研究人员表明,这种光遗传学技术可以提供更精确的肌肉控制,同时显著减少疲劳。

“事实证明,通过光遗传学使用光可以更自然地控制肌肉。在临床应用方面,这种类型的界面可以具有非常广泛的用途,”麻省理工学院媒体艺术与科学教授、麻省理工学院 K. Lisa Yang 仿生学中心联席主任、麻省理工学院麦戈文脑研究所副研究员 Hugh Herr 说。

光遗传学是一种基于基因工程细胞来表达光敏蛋白的方法,它允许研究人员通过将这些细胞暴露在光线下来控制它们的活动。这种方法目前在人类身上是不可行的,但 Herr、麻省理工学院研究生 Guillermo Herrera-Arcos 和他们在 K. Lisa Yang 仿生中心的同事目前正在研究如何安全有效地将光敏蛋白输送到人体组织中。

Herr 是这项研究的资深作者,该研究今天发表在《科学机器人》杂志上。Herrera-Arcos 是这篇论文的主要作者。

今天出现 科学机器人

光遗传学控制

光遗传学控制

这种巨大的力量不仅使实现精细的肌肉控制变得更加困难,而且还会在五到十分钟内迅速磨损肌肉。

抗疲劳性

抗疲劳性

这项研究由麻省理工学院 K. Lisa Yang 仿生学中心资助。