هل يمكن التحكم في العضلات بالضوء؟

نجح العلماء في وضع بروتينات حساسة للضوء في الخلايا العصبية للتحكم في العضلات.

أجرى الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تجارب في “علم البصريات الوراثي” عن طريق إدخال بروتينات حساسة للضوء تسمى أوبسينات في خلايا عصبية محددة، حيث يمكن للعلماء تنشيطها أو تثبيطها بشكل انتقائي عن طريق تسليط الضوء عليها، وفقا لنتائج الدراسة.

باستخدام منصة تحفيز مبتكرة تعتمد على الضوء والتي يمكنها استهداف أعصاب معينة بدقة، قام الباحثون باختبار نظريتهم في التجارب المعملية على الفئران.

ووجدوا أنه من خلال ضبط عرض مدة النبضة وتكرار الإشارات الضوئية، يمكن التحكم في قوة العضلات تدريجيًا بدقة ملحوظة.

لم يولّد التحفيز البصري الوراثي قوى قصوى أعلى من التحفيز الكهربائي فحسب، بل سمح أيضًا بزيادة خطية وتدريجية في القوة مقارنة بتنشيط “الكل أو لا شيء” النموذجي للتحفيز الكهربائي.

تقليديا، استخدم العلماء التحفيز الكهربائي لتنشيط العضلات بشكل مصطنع لدى الأشخاص الذين يعانون من ضعف الوظيفة الحركية.

لكن الإشارات الكهربائية تتعب العضلات بسرعة، وتفتقر إلى التحكم الدقيق اللازم للمهارات، مثل الإمساك بالأشياء أو العزف على آلة موسيقية.

من خلال دمج العوامل الفيزيائية الحيوية مثل ديناميكيات الأوبسين، وخصائص وتر العضلات، وتوظيف الوحدات الحركية، يمهد النموذج المبتكر الطريق لتصميم أنظمة التحكم ذات التطبيقات الواسعة.

بفضل هذه التقنية، يمكن للأشخاص المصابين بالشلل أو الحالات العصبية استعادة القدرة على أداء المهام التي تتطلب مهارات حركية دقيقة.

ويمكن تفعيل الأطراف الصناعية بحركات أكثر واقعية ومقاومة للتعب.