Fotografia per gentile concessione Karaghen Hudson e Michael Rosnach
Ha la forma di una razza, pelle e scheletro sintetici e muscoli fatti di cellule di ratto: per i ricercatori di Harvard potrà servire a creare cuori artificiali
L’eleganza con la quale plana tra gli ostacoli posizionati nell’acquario dei laboratori di Kit Parker, professore di bioingegneria e fisica applicata a Harvard, è una danza leggera, del tutto uguale ai movimenti aggraziati compiuti nell’oceano dal suo omologo naturale. Se non fosse per le dimensioni millimetriche - dal capo alla coda misura 16 millimetri e pesa appena 10 grammi - si farebbe fatica a distinguere questo cyborg da una vera pastinaca, una famiglia di pesci cartilaginei imparentata con le razze.
Eccetto l’aspetto, il cyborg di Harvard non condivide nulla con le vere pastinache. Non ha cuore, né cervello né organi superflui. La pelle sintetica, ottenuta da un polimero particolarmente elastico, racchiude uno scheletro d’oro sul quale si innestano solamente i muscoli. Ma sono proprio i muscoli a essere "naturali": oltre 200 mila cardiomiociti, cioè cellule del muscolo cardiaco, di ratto, appartenenti a una linea geneticamente modificata per rispondere agli impulsi luminosi. Cresciute in laboratorio, sono state quindi stampate a serpentina nel corpo dell’organismo.
L’esperimento, così ardito da meritarsi la copertina di Science, non è un delirio di onnipotenza di qualche ricercatore ma rappresenta un serio banco di prova per il funzionamento di un cuore artificiale, testando la capacità di controllare la contrazione muscolare.
Quando la pastinaca cyborg è esposta alla luce, la disposizione delle cellule determina il movimento delle appendici laterali. Articolandosi sullo scheletro, il quale assorbe e rilascia l’energia elastica prodotta, le cellule si contraggono una dopo l’altra armonicamente partendo dal capo e riproducendo il movimento ondulatorio del pesce che si sposta sventolando le ampie pinne pettorali. Le due appendici sono inoltre tarate per rispondere a frequenze diverse, in modo da consentire al cyborg di cambiare velocità e direzione: i ricercatori hanno potuto guidarlo attraverso un percorso a ostacoli semplicemente orientando in maniera asimmetrica una piccola torcia.
Il gruppo di Parker non è nuovo nella progettazione di macchine viventi: quattro anni fa aveva creato una rudimentale medusa cyborg che si muoveva riproducendo le contrazioni del cuore. La complessità raggiunta con la pastinaca è però stupefacente e rappresenta un brillante esempio di “ingegneria inversa”.
Perché progettare qualcosa di nuovo quando è possibile copiare da progetti semplici ma raffinati che la Natura ha impiegato milioni di anni a plasmare? La pastinaca cyborg nuota più velocemente di altri dispositivi artificiali analoghi e le sue cellule svolgono la doppia funzione di propulsore e di sensori dell’ambiente esterno. "Con l'eccezione dei crostacei – spiega Parker – tutti gli organismi marini hanno muscoli progettati per pompare i fluidi. Prendendo spunto da queste pompe possiamo progredire nei nostri studi sul cuore e sulle malattie cardiache dell’uomo”.
Ovviamente i materiali biologici non sono perfetti. Gli evidenti svantaggi nell’utilizzo delle cellule viventi come elemento costruttivo sono rappresentati dalla loro fragilità e mortalità. Ecco perché siamo ancora ben lontani dal realizzare veri e propri cyborg. Ma il potenziale che rappresentano questi ibridi per l'ingegneria dei tessuti e la cosiddetta robotica morbida è enorme. La microscopica pastinaca e le sue sorelle non escono dagli incubi di Mary Shelley o dalla fantasia di qualche romanziere cyberpunk. Sono animali artificiali, macchine viventi che in futuro ci aiuteranno a comprendere meglio i nostri limiti e le nostre malattie.
http://www.nationalgeographic.it/scienza/2016/07/08/news/una_pastinaca_cyborg_ci_aiutera_a_creare_cuori_artificiali-3155950/
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