生物杂交装置是一种包含生物成分的装置，为研究活体生物的生理控制机制提供了方法。近期，美国科学家利用从人类干细胞分化出的心肌细胞，构建了首个全自动生物杂交鱼，这种鱼通过重现心脏跳动时肌肉收缩的方式游泳。研究成果发表在《Science》期刊，标题为“An autonomously swimming biohybrid fish designed with human cardiac biophysics”。

生物杂交鱼由活体心肌细胞、塑料、纸和明胶制成，总长14毫米，总质量为25毫克。鱼尾鳍两侧各有一层心肌细胞，当一侧收缩时，另一侧伸展并触发机械敏感性离子通道打开，带电离子流入导致该侧收缩，从而形成自主运动的收缩-伸展循环，突出了反馈机制在心脏等肌肉泵中的作用。同时，科研人员设计了一个类似起搏器的自主起搏点（autonomous pacing node），以控制细胞自主收缩的频率和节奏。双层心肌细胞和自主起搏点共同促使生物杂交鱼实现了连续、自发、协调的前后鳍运动。研究人员进一步观察了生物杂交鱼的长期表现，结果显示它能保持自主运动长达108天，相当于跳动了3800万次。

这项研究将心脏机械电信号和自主起搏功能整合到一个生物杂交装置中，并以生物杂交鱼的形式创建了一个自主驱动的心肌系统，推进了复杂人工肌肉泵的开发，并为研究心律失常等心脏疾病提供了新模型。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh0474

注：此研究成果摘自《Science》期刊，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。