微型Spinobots使用大鼠脊髓行走

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员创造了微型生物机器人，由于大鼠脊髓节段，它们可以进行行走运动。研究人员开发的微型机器人称为 spinobots，由软 3D 打印水凝胶骨架上的大鼠肌肉和脊髓组织提供动力。过去几代生物机器人能够通过简单的肌肉收缩向前移动。

该团队表示，整合大鼠脊髓可以使 Spinobots 具有更自然的行走节奏。研究负责人 Martha Gillett 表示，spinobots 是交互式生物设备的开端，可用于医学和神经计算。Spinobots 的构建过程始于研究人员 3D 打印一个微小的骨架，该骨架由两个腿柱和一个柔性骨架组成，整个骨架只有几毫米宽。

然后，该团队在骨骼中植入肌肉细胞，这些细胞长成肌肉组织。该过程的最后一部分是整合来自大鼠的一段腰脊髓。研究人员特别选择了腰椎脊髓，因为之前的研究表明，它包含控制行走过程中下肢左右交替的回路。

该团队的部分研究包括设计一种方法来提取完整​​的脊髓并将其培养，并将其整合到生物机器人中，并将肌肉和神经组织培养在一起。他们还必须以神经元与肌肉形成连接的方式完成所有这些工作。该团队表示，研究人员看到了 Spinobots 的自发肌肉收缩，表明所需的神经肌肉接头已经形成。

科学家们后来通过添加谷氨酸来证实脊髓具有促进步行的功能，谷氨酸是一种神经递质，可以促使神经细胞向肌肉发出收缩信号。结果是腿以自然的行走节奏移动，当谷氨酸盐被冲走时，spinobots 停止行走。研究人员接下来计划进一步改进微型机器人的动作，使它们的步态更加自然。该团队希望他们的突破可以让研究人员实时研究 ALS 等神经退行性疾病。