有趣的肌肉

来源 :知识窗 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq351660
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  1780年,意大利科学家伽伐尼在做青蛙解剖实验时,拿着不同的金属器械,无意中同时碰在了青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下。伽伐尼认为,这种现象是因为动物躯体内部有“生物电”造成的。接下来,意大利科学家伏特多次重复了这个实验,发现伽伐尼的解释是错误的,伏特的新发现是青蛙肌肉中的液体让金属产生了电流。受此启发,伏特于1799年把一块锌板和一块银板浸在盐水里,让连接两块金属的导线中产生了电流,这个装置就是伏特电池。电池的发明居然有肌肉的“功劳”,真是很有趣味。其实,与肌肉相关的趣味不止是电池的发明……
  肌肉“寒颤”赢诺奖
  1910年的一天,英国科学家希尔经历了一次“寒颤”之后,脑海里陡生疑问:天冷的时候,肌肉为什么要收缩抖动?这个来源于体验的疑问很快被希尔解开了谜底,肌肉收缩抖动能产生热量,让人体可以增热御寒。
  但是,希尔的疑问并没有中止,当他发现肌肉既是“运动器官”,又是“产热器官”的秘密后,新的疑问产生了:热量可以来源于燃烧,也可以来源于摩擦,为什么还会来源于肌肉收缩?于是,希尔开始研究肌肉收缩产生热量的“机密”。
  自从1910年开始,希尔就用一种名为“热电偶检流计”的装置检测肌肉产热的秘密。这个看似简单的实验,其实非常枯燥,需要在十分之一秒的短暂時间反复检验肌肉运动时热量的产生值和氧气的消耗量。直到1920年,希尔终于获得了肌肉产生的各项精细数据,揭开了肌肉生热的谜底。
  希尔历时十年发现的肌肉生热规律让他获得了1922年的诺贝尔生理学奖,因为他的研究成果奠定了“生理化学”的基础。后人沿袭希尔的研究思路,发现生命体是一个复杂的“化学反应堆”,控制着各种各样的“化学反应”,于是诸多生理活动的秘密被人们从“化学”角度一一揭开。
  耐力基因造就“飞毛腿”
  多数人不喜欢长跑,长跑会让人觉得累,多数人的肌肉耐力明显“不达标”。马拉松运动员却能在两个多小时里,很有耐力地跑完数十公里的路程。那么问题来了:同样是人,肌肉耐力的差距咋这么大呢?
  为了发现肌肉耐力的秘密,澳大利亚科学家开始寻找“掌控”肌肉耐力的特殊基因。经过一番“筛选”,研究者发现,肌肉耐力与一种名为IL-15Rα的基因有关。这种基因能帮助身体产生一种特殊蛋白质,这种蛋白质可以降低肌肉耐力。
  科学家运用逆向思维思考:既然IL-15Rα基因的作用是降低肌肉耐力,那么“摘除”这种基因,让身体不再产生抑制肌肉耐力的蛋白质,让肌肉“不知累”,耐力不就会大增嘛。
  科学家先拿小白鼠做实验。先让身体内存在IL-15Rα基因的小白鼠在转笼里“跑步”,结果小白鼠在转笼里连续跑上20分钟就显出“累得不轻”的模样,接下来就基本“跑不动”了。
  然后,科学家用激光灼烧的方法破坏小白鼠体内的IL-15Rα基因,再让小白鼠在转笼里跑步。结果IL-15Rα基因缺失的小白鼠不知疲倦地在转笼里跑呀跑,连续跑上好几个小时也没有表现出“气喘吁吁”的样子,小白鼠变成了肌肉耐力超强的“飞毛腿”。
  IL-15Rα基因对人体肌肉的影响与小白鼠存在着相同的作用机制,澳大利亚科学家通过研究长跑运动员的基因发现,他们身体内的IL-15Rα基因存在“突变”现象,对人体肌肉耐力的抑制作用大大降低了。
  当然,一个普通人“摘除”一些IL-15Rα基因后,即使不经过艰苦训练,肌肉耐力也能变得强大起来,跑马拉松是没有问题的。以后运动员参加比赛,除了要做“药检”以外,恐怕还要做“基因检测”喽。
  让人体长出“猪肉”
  火蜥蜴是一种为了逃命而“舍肉”的动物。不过,丢了一块肌肉的火蜥蜴,过一段时间后那块肌肉能重新长出来。
  让人体拥有火蜥蜴那么神奇的肌肉再生功能是许多外科医生的梦想,因为许多人因意外会损失肌肉,例如车祸、战争、火灾、癌症或者糖尿病末梢血管疾病等,因为人体肌肉不能再生,所以肌肉损失除了截肢外,几乎没有其他的治疗手段。
  美国匹兹堡大学的医疗研究小组决定开启人体肌肉再生之门,让损失的肌肉重新生长出来。他们在猪膀胱细胞里提取了名为“肌肉细胞外基质”的物质,里面含有猪膀胱生长因子蛋白。这种物质看起来跟凝胶差不多,因此又被称为“细胞胶水”。将“细胞胶水”注入人体肌肉组织内,猪膀胱生长因子蛋白质就触发并引导患者自身的干细胞进入需要肌肉再生的指定区域,启动人体肌肉的再生和修复过程。经过一段时间,人体缺失的肌肉就在“猪细胞”的作用下再生出来,如人身上长出了“猪肉”一般。这种方法不但可以恢复人体的肌肉组织,还可以恢复保证肌肉正常工作的肌腱和神经。
  拥有这项让人体长出“猪肉”的技术,匹兹堡大学的研究者为4名肌肉损失的士兵进行了手术,结果这些残疾的士兵身上都长出了新肌肉。掌握这项技术的外科医生宣布:这项技术将成为外伤外科医生的一种标准疗法。
  超级肌肉制造中
  当下,人类依靠科技力量在“人造人”的道路上孜孜以求,各种各样的机器人不断面世。唯有遗憾这些机器人与“人样”相差太远。机器人没有“人样”,是因为它们缺少肌肉组织的覆盖。只要造出“人造肌肉”,机器人就会变成模样逼真的“人造人”。
  20世纪80年代,美国科学家约瑟夫发现:通过电流刺激,可使高分子材料自动伸缩和弯曲。基于“有些非金属材料能在电流的作用产生变形”的重要发现,科学家踏上了人造肌肉的科技征程。
  经过几十年的努力,人造肌肉越来越成熟,正在制造中的人造肌肉是这个样子的:把管状导电塑料集束成肌肉一样的复合体,在管内注入特殊液体,导电性高的分子在溶液中释放出离子,在电流的刺激下完成伸缩动作。通过控制电流强弱可以调整离子的数量,改变人造肌肉的伸缩性,使人造肌肉更加接近真实肌肉的细致功能。目前,人造肌肉的细节功能虽然和真肌肉尚存差距,但人造肌肉的“力量”却远超人体肌肉。一根直径为0.25毫米的管状导电塑料可承重20克的重量,集束而成的人造肌肉比人体肌肉的力量强壮数十倍,可谓是超级肌肉。如果把超级肌肉装到机器人身上,机器人将会变成“超人”。当然,超级肌肉不但可以安装到机器人身上,还可以安装到汽车上。汽车制造商对人造肌肉很感兴趣,传统汽车通常需要50~100个驱动传动装置,可谓是复杂费工,如果这些装置改用人造肌肉作驱动力,不但可以增强耐磨性,还可以提高汽车功率。
  不管在军事领域,还是在商业制造领域,人造肌肉的应用前景都十分广阔。到时,机械产品不需要齿轮,也不需要轴承了。人造肌肉将革新制造业模式,给我们的生活带来天翻地覆的变化。
其他文献
这是我见过的最闹心的快递单,主要是那字太难看了,跟小学生入蒙时写的字一模一样,没有轻重、没有结构、没有比例,脑海里瞬间出现了一大堆词语:信笔涂鸦、乱七八糟、七上八下、参差不齐、张牙舞爪。  快递是朋友给我寄的东西。此刻,我的心情无法形容。你无法相信的事实是,他是一个剧院的舞台美术师,也是国内最著名的核雕大师。他擅长刻画猪蹄之类的食材,惟妙惟肖,形神俱备。  为了得到他的一颗核雕,从2014年10月
【毛遂自荐】  战国时期,秦兵攻打赵国,赵都邯郸被围,情况十分危急,于是赵王派平原君前往楚国,请求援救。在平原君选同行之人时,平时没有任何表现的毛遂主动自荐随同前去。  到了楚国后,平原君与楚王会谈失败。毛遂就手拿宝剑走上宫殿,陈述利害关系,终于打动楚王出兵联合抗击秦国。  此事之后,毛遂便得到了平原君的特别优待。第二年,燕国进犯赵国,平原君便自然而然地力举毛遂统帅大军前去御敌。但是,他没有意识到
1  微博上说:谁能没有一个犯二的过去?对这句话,我恨不得点上三十二个赞,三百二十个赞。  我也曾二过,尤其在高中这一人生最重要的关口,二到了顶峰。  每个班级都会不可免俗地划分出两大阵营,即天使聚落和恶魔军团。天使们日夜奋战在书山题海里,刻苦到恨不能把所有公式、单词一股脑地兑水服下;而恶魔军团则是一群病入膏肓的病孩子,堕落的癌细胞不断分裂,日渐侵蚀少年的养分。两大阵营,共处一室,互不干扰,相安无
其实,我们说到的那个“沙拉”,又译作沙律、色拉,英文名是salad。它包括水果沙拉、蔬菜沙拉、其他沙拉三大类。而其他沙拉的原材料十分丰富,有各种海鲜、肉类、蛋类等。  沙拉要做成什么味道,起主要作用的是沙拉酱。而沙拉酱的发明,颇有些传奇色彩。  沙拉酱起源于地中海西部巴利阿里群岛中叫米诺卡的岛屿,岛上有一个叫MAHON的小镇,传说这里就是沙拉的起源地。在18世纪,米诺卡属于英国领地的麦内路卡岛,但
1.  蝴蝶花盛开的那年,我一个人疯狂地骑着单车,以最骄傲的姿态,环绕着家乡的小城,一圈又一圈,百感交集。像一只准备远走高飞的燕尾蝶,对着自己心爱的花园做最后的告别,却不知道怎么说再见。  每个人都有自己的十八岁,而对我来说,十八岁是一场一意孤行的远行。  那年,一个秋阳普照的午后。语文老师站在讲台上,怒气冲冲地朝我挥舞着拳头,叫我出去,永远不要听她的课。我桀骜不驯地将周记本狠狠地摔在地上,夺门而
位于日本京都同志社大学旁的罗马教皇的教堂里,圣歌歌谱被锁在教堂的档案室里,并有卫兵把守,严禁外传。任何一个唱诗班的成员,若被发现对外泄露了哪怕一个音符,都将面临逐出教会的处罚。  据说作曲家格里戈奥·阿利格利著名的多声部合唱《赞美歌》的歌谱,向外界只送出了三份:一份送给了利奥波德皇帝,一份送给了葡萄牙国王,另一份送给了著名音乐家马天尼神父。不过,还有一份是没有得到教皇同意而流落民间的,它也不是唱诗
一位急诊科医生看见一位父亲蹬着一辆破三轮车停在抢救室门口,他的孩子患有重症,靠呼吸机维持生命。他们在北京靠卖晚报谋生,没有什么积蓄,借遍全村,才带来1.2万元,当然这远远不够,他只好说:“我们已经没钱治了,谢谢你们的好心!趁孩子还有一口气,我要把他拉回老家。”  这个医生又看见这个父亲把孩子的气管插管拔出来,看着孩子的氧合量从100%降到92%,再降到85%……他看见的不仅仅是这些,过了格外漫长的
詹姆斯·布拉德莱是英国著名的天文学家,从1742年起至去世前一直担任着格林尼治天文台台长。在任期间,他经过六万多次精心观测发现了光行差,并编制了一本比较精确的星表,为地球运动提供了有力证据,并于1748年荣获世界上历史最悠久的科学奖项——科普利奖,除了获得一枚镀金银质奖章外,还获得100英镑奖金(这在当时是相当大数额的一笔奖金)。  詹姆斯获奖后不久,英国女王亚历山德丽娜·维多利亚决定亲自去一趟格
快到年末的“第一页光”,我想记录一点《知识窗》的事情。  某一天,编辑毛晓庆在QQ群里公告:《读者》杂志第15期摘登了《知识窗》4篇文章!  这是一件令人高兴的事情。一直以来,《知识窗》都广受全国文摘报刊关注,文章被转载率十几年居全国期刊前列,编辑的用心和功力当真不可小瞧。  我要说的,不是《知识窗》杂志内容质量有多好,文章转载率高有多不易,而是想陈述一桩事情:与前几年从我要从主持编前会、组稿、审
我们的生活中,第一次总让我们终生难忘。小时候,我们第一次吃红烧肉、第一次吃麻花、第一次吃冰糖葫芦,觉得太好吃了。可长大后,再回到那个地方,再吃那些东西,你会发现食物完全不是当年的味儿了。  第一次,其实没你想象的那么好。但人的心理就是这样:需求刚得到满足的时候,兴高采烈、痛哭流涕;一旦满足的次数多了,就变得平淡无奇、垂头丧气。你的生活,你觉得挺好,本来知足常乐了,可过段时间之后,你的心理就开始作祟