Naučnici su pomoću laserskih optičkih pinceta pomerali otolite u uvu larvi zebraste ribe i tako izazvali aktivaciju auditivnih centara u mozgu. Oscilacije otolita dovele su do povećanja srčanog ritma (u jednom primeru sa ~2 na ~2,7 otkucaja/s, približno 50%). Istraživači su potom imitirali muzičke obrasce svetlom i pokazali da ta stimulacija može delimično ili potpuno ispraviti nekoliko modela lekovima izazvanih aritmija; međutim, reč je o preliminarnom dokazu koncepta i potrebna su dalja ispitivanja na većim životinjama.
Laserski pomerani ušni kamenčići zebraste ribe promenili su joj srčani ritam
Fluorescence imagery of a zebrafish larva's head, with the otoliths highlighted. (Xiaoshuai Liu/Guangzhou University)
Ako želite nekome da ubrzate srčani ritam, baterijska lampa u uvu verovatno nije najbolja ideja. Ali kada baterijsku zamenite laserom, a osobu zebrastom ribicom, rezultat može biti neočekivano značajan.
A schematic diagram that summarizes the research. (Xiaoshuai Liu/Guangzhou University)
Istraživači na Guangzhou University predvođeni fizičarom Xiaoshuai Lium upotrebili su laserske optičke pincete da ciljano pomeraju najmanje strukture u uvu larvi zebraste ribe — otolite, poznate i kao ušni kamenčići. Njihov rad je objavljen u časopisu Nature Communications.
The experimental setup used laser light to make tiny otoliths in the zebrafish's ear oscillate, producing an auditory signal that could influence its heart rate. (Liu et al.,Nat. Commun., 2026)
Kako to radi
Otolit je sitan kristal kalcijum-karbonata koji se kod mnogih kičmenjaka pomera pod dejstvom zvuka ili pokreta, i tako stimuliše senzorne ćelije u uhu. Umesto zvuka, tim je iskoristio optičke pincete — fokusirane laserske snopove koji delovanjem pritiska zračenja mogu pomerati mikroskopske objekte — da nateraju pojedinačne otolite da osciluju.
Zebrafish brain images showing which parts of the brain reacted to the otolith stimulation. (Liu et al.,Nat. Commun., 2026)
Šta su zabeležili
Tokom stimulacije, snimanja moždane aktivnosti su pokazala da su aktivirane regije povezane sa auditivnim putem, što sugeriše da mehaničko pomeranje otolita prolazi kroz slušni sistem ribe. Neočekivano, tim je primetio i snažan uticaj na srčani ritam.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
U jednom eksperimentu, srčani ritam mirovanja povećao se sa ~2 otkucaja u sekundi (oko 120 otkucaja/min) na ~2,7 otkucaja u sekundi (oko 162 otkucaja/min) tokom stimulacije — približno 50% porast. Nakon prestanka stimulacije, frekvencija se postupno vraćala ka početnom nivou.
Optičke pincete su omogućile preciznu kontrolu amplitude, frekvencije i faze oscilacija otolita, pa su istraživači mogli reproducirati obrasce koji oponašaju muzičke osobine poput jačine, tona i ritma. Zbog toga su ovu tehniku opisali i kao oblik 'svetlosne muzike'.
Potencijalna primena na aritmije
Tim je testirao da li optički izazvana 'muzika' može ispraviti aritmije izazvane lekovima kod larvi. U modelima sa patološki usporenim otkucajima srce se vratilo blizu normalne frekvencije; kod primeraka sa diskoordinacijom između pretkomora i komora normalna sinhronizacija je vraćena u 6 od 7 slučajeva; kod srčanih pauza normalan ritam se vratio u 5 od 7 slučajeva. U pojedinim primerima poboljšanje je opstalo i nakon prestanka stimulacije.
Ograničenja i dalji koraci
Autori naglašavaju da je ovo preliminarni dokaz koncepta. Tačan neuralni mehanizam koji povezuje slušne centre i promene srčanog ritma nije razjašnjen, a ne zna se da li bi metod imao efekta kod većih životinja ili ljudi. Potrebne su dalje studije kako bi se razumeli putanje signala, bezbednost i mogućnost primene u terapiji kardiovaskularnih poremećaja.
'Ne smatramo ovaj rad konačnim odgovorom, već pozivom da se istraži nova granica na preseku optike, auditivne nauke i kardiovaskularne fiziologije,' rekao je Liu.
Rezultati su objavljeni u Nature Communications. Ovo istraživanje otvara intrigantnu poveznicu između optičke manipulacije, auditivne obrade i autonomne regulacije srca, ali put od larve zebraste ribe do kliničke primene je dug.
Pomozite nam da budemo bolji.
