هل يمكن التحكم في العضلات عن طريق الضوء؟

نجح علماء في وضع بروتينات حساسة للضوء، في خلايا عصبية للتحكم في العضلات.

وأجرى باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تجارب في "علم البصريات الوراثي، بإدخال بروتينات حساسة للضوء تسمى الأوبسين في خلايا عصبية محددة، حيث يمكن للعلماء تنشيطها أو تثبيطها، بشكل انتقائي بتسليط الضوء عليها، بحسب "ستادي فايندز".

وباستخدام منصة تحفيز مبتكرة تعتمد على الضوء، ويمكنها استهداف أعصاب محددة بدقة، وضع الباحثون نظريتهم على المحك، في تجارب مختبرية على الفئران.

ووجدوا أن بتعديل عرض مدة النبضة وتكرار الإشارات الضوئية، يمكن التحكم المتدرج في قوة العضلات بدقة ملحوظة.

ولم يؤد التحفيز البصري الوراثي إلى توليد قوى قصوى أعلى من التحفيز الكهربائي فحسب، بل أتاح أيضاً زيادة خطية وتدريجية في القوة مقارنة مع تنشيط "الكل أو لا شيء" النموذجي في التحفيز الكهربائي.

وتقليدياً، استخدم العلماء التحفيز الكهربائي لتنشيط العضلات بشكل مصطنع لدى الذين يعانون ضعفاً في الوظيفة الحركية.

لكن الإشارات الكهربائيةترهق العضلات بسرعة، وتفتقر إلى التحكم الدقيق اللازم للمهارات، مثل الإمساك بالأشياء أو عزف آلة موسيقية.

وبدمج العوامل الفيزيائية الحيوية مثل ديناميكيات الأوبسين، وخصائص الأوتار العضلية، وتوظيف الوحدات الحركية، فإن النموذج المبتكر يمهد الطريق لتصميم أنظمة تحكم بتطبيقات واسعة.

وبفضل هذه التقنية يمكن للمصابين بالشلل أو الحالات العصبية استعادة القدرة على أداء المهام التي تتطلب مهارات حركية دقيقة.

ويمكن تنشيط الأطراف الاصطناعية بحركات أكثر واقعية ومقاومة للتعب.