De wetenschappers hopen met de kennis die de bot oplevert een stap dichterbij het maken van een kunsthart te komen.

Misschien denk je bij het woord cyborg meteen aan Arnold Schwarzenegger in de legendarische sciencefictionfilm Terminator. Deze zwemmende samensmelting van mens en machine, die Harvard-wetenschappers maakten, is gelukkig een stuk minder gewelddadig. De robot is namelijk een vis, deels gemaakt met menselijke hartcellen. Het onderzoeksteam, onder leiding van Kevin Kit Parker, liet zich voor de bot inspireren door zebravissen. Het team publiceerde het zwemmende robotje in vakblad Science.

Lees ook:

• Wetenschappers creëren ‘levende machientjes’
• Drie hybride robots

Energie

De Amerikaanse biomechanicus Kevin Kit Parker verricht veel onderzoek aan levende bots. Zo rustte hij eerder al een siliconen kwal uit met de hartcellen van een rattenembryo. Als de wetenschapper stroom door het water leidde, trokken deze hartcellen samen en maakten zo dat de kwal zwom. In het nieuwe onderzoek gebruikte het team van Kit Parker menselijke hartspiercellen.

De biohybride zebravis heeft twee lagen spiercellen, één aan elke kant van de staartvin. Een soort pacemaker zorgt voor de stroomstootjes. Als één kant zich samentrekt, rekt de andere uit, vergelijkbaar met de werking van onze biceps en triceps. De uitrekking van de staartvinspier laat een eiwitkanaaltje openen dat op zijn beurt voor een samentrekking zorgt, die weer een rek veroorzaakt, enzovoorts. Hierdoor ontstaat een gesloten systeem dat de vis in staat stelt honderd dagen achter elkaar te zwemmen. De energie hiervoor krijgt de bot van een mix van aminozuren en glucose.

This artificial fish is powered by human heart cells.https://t.co/aioJKFDZft pic.twitter.com/6c5nIbA1sn

— Harvard SEAS (@hseas) February 11, 2022

Zowel de uitzwaai van de staartvin als de spiercoördinatie en zelfs de maximale zwemsnelheid namen gedurende de eerste maand toe terwijl de hartspiercellen zich verder ontwikkelden. Tegen het einde van de studie waren de snelheden en zwemefficiëntie vergelijkbaar met die van echte zebravissen.

Kunstmatig hart

“Ons uiteindelijke doel is om een kunstmatig hart te bouwen en bij een kind een misvormd hart te vervangen”, zegt Kit Parker in een persbericht. Dit onderzoek lijkt daar misschien weinig mee te maken te hebben, maar volgens Kit Parker is het een stap in de goede richting.

Om de bot te bouwen was het begrijpen van de anatomie van het hart niet voldoende. De wetenschappers moesten ook de onderliggende natuurkunde van het hart snappen om de vis aan het zwemmen te krijgen. Dat het robotje honderd dagen achter elkaar heeft rondgezwommen, is bewijs dat de wetenschappers die natuurkunde nu in de vingers hebben.

Bronnen: Science, Harvard University, The Guardian

Beeld: Harvard University

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!