Wetenschappers hebben een heuse cyborg-kwal ontwikkeld. Het ‘dier’ is gemaakt van een vast element, maar kan zich dankzij echte, levende spiercellen net zo voortbewegen als een echte kwal.

De cyborg-kwal is het werk van wetenschappers van het Wyss Institute van de universiteit van Harvard en het California Institute of Technology. Ze noemen hun cyborg-kwal Medusoid.

Onderzoek
De onderzoekers bestudeerden de kwal eerst uitvoerig. Ze stelden vast hoe hun spieren eruit zien en waar ze zich bevinden, hoe de lichamen van de kwallen samentrekken om zich voort te bewegen, enzovoort. Zodra de onderzoekers al die informatie verzameld hadden, konden ze beginnen met het ontwerpen van een kunstmatige kwal.

Elastisch
De kwal werd gemaakt van elastisch materiaal dat lijkt op het materiaal waar echte kwallen uit bestaan. Vervolgens werd daar een patroon gemaakt van eiwitten op gelegd. Dit patroon bepaalde de groei en organisatie van hartspiercellen. De hartspiercellen haalden de onderzoekers uit ratten. Hoewel deze spieren niet langer in het lichaam van een rat zaten, bleven ze in staat om zich samen te trekken.

WIST U DAT…

…er ook al cyborg-insecten zijn?

Zwemmen maar!
De cyborg-kwal werd vervolgens losgelaten in een box met daarin vloeistoffen die elektriciteit geleiden. Door de vloeistof onder stroom te zetten, trokken de spieren van de cyborg-kwal zich samen en ging deze zich voortbewegen. Sterker nog: de spieren trokken kort voordat de stroom door de vloeistof bewoog al even samen. De cyborg-kwal bleek zich op ongeveer dezelfde manier als een echte kwal voort te bewegen. “Ik was verbaasd dat we met relatief weinig onderdelen in staat waren om het complexe zwem- en eetgedrag dat we in echte kwallen zien, na te bootsen,” vertelt onderzoeker John Dabiri. “Ik ben aangenaam verrast doordat we zo dicht in de buurt komen van de natuurlijke, biologische prestatie, maar ook door het feit dat we manieren zien waarop we die natuurlijke prestatie kunnen verbeteren. Het evolutieproces miste een aantal goede oplossingen.”

Nut
De onderzoekers hopen dat hun studie uiteindelijk bijdraagt aan het verhelpen van hartziekten. Een kwal beweegt zich voort doordat zijn spieren zich samentrekken en daarmee werken die spieren op vergelijkbare wijze als het menselijke hart. Als we in staat zijn om een kwal na te bouwen, kunnen we mogelijk ook de functie van een hart nabootsen. En daar zijn mensen met hartziekten weer bij gebaat. Maar er zijn meer mogelijkheden. Zo willen de onderzoekers ervoor zorgen dat Medusoid op een gegeven moment ook zelf op zoek kan gaan naar voedsel. Dat kan leiden tot de bouw van systemen die zelf op zoek gaan naar ‘voedsel’ om te blijven functioneren. Dat zou betekenen dat de batterijen van bijvoorbeeld een pacemaker niet om de zoveel jaar vervangen hoeven te worden. In plaats daarvan zoekt de pacemaker zelf naar middelen om draaiende te blijven.

Het volledige onderzoek naar de cyborg-kwal is terug te vinden in het blad Nature Biotechnology.