Vyvinuli sme elektrochemickú elektródu pre stabilný kontakt s mycéliom húb a komunikačný stack na prenos a vyhodnotenie signálov cez živé sieťe húb.
Predmetom tohto výskumného projektu vývoj elektrochemickej elektródy pre zabezpečenie profilovanej a stabilnej konektivity na myceliárnu štruktúru ako i vývoj komunikačného stacku pre prenos a vyhodnotenie získaných signálov. Ako prvý krok sme navrhli a vyrobili elektródu vhodnú na kontakt s myceliárnou hmotou húb. Konštrukcia zahŕňala vodiče z inertného materiálu (s využitím uhlíkových nanotrubíc), ktoré sme jemne zasunuli do substrátu obsahujúceho aktívne rastúce mycélium húb. Dôležité bolo zabezpečiť čo najlepší kontakt medzi elektródou a vláknami mycélia, zároveň minimalizovať poškodenie biologickej štruktúry a zajišťovať stabilitu signálu. Na základe predchádzajúcich štúdií sme venovali pozornosť aj hĺbke vloženia elektród, ich rozostupu a vlhkostným podmienkam substrátu, keďže elektrická vodivosť mycélia sa výrazne mení s vlhkosťou.
Po implantácii elektród do vybraného mycéliálneho subtrátu (napr. rastúceho na lignocelulózovom médiu) sme vykonali počiatočné testy merania elektrických potenciálov a odpovedí na stimuly. Zistili sme, že pri určitých externých impulzoch (napr. zmena vlhkosti, prídavok vody, mechanické dotyky) mycélium reaguje zmenou napätia či výskytom pulzov – v súlade s výskumami, ktoré ukazujú, že živé mycéliá reagujú elektrickými signálmi na fyzikálne a chemické stimuly. V rámci uvedenej časti intenzívne robíme na interpretácií signálov a ich využitie pri pochopení elektrochemických procesov v biologických štruktúrach mycélia ako i pripojených organizmov napr. rastliny.
Kritickým krokom bol prenos dát. Zadefinovali sme jednoduchý dátový protokol – sériu binárnych impulzov ako i sériu postupnosti amplitúd analógového signálu, ktoré sme generovali cez generátor pripojený k elektróde v subjekte mycélia, a súčasne snímali výstupný signál z mycéliálnej siete pomocou druhej elektródy na výstupe.
Ďalším dôležitým aspektom bolo zabezpečiť spoľahlivosť prenosu: museli sme optimalizovať dosah a šírku impulzov, rozstupy medzi elektródami, vlhkosť substrátu a monitorovať spúšťacie podmienky (napr. či mycélium nie je príliš suché). Zistili sme, že nad určitým prahom vysušovania sa elektrická aktivita značne znižuje a prenos je menej spoľahlivý.
Na záver môžeme povedať, že sme úspešne vyvinuli elektródu, ktorá nám umožnila pripojiť sa k mycéliu mykoríznych húb a využiť ju ako neohraničené (či aspoň experimentálne) dátové médium. Aj keď prenos nebol vysokorýchlostný a ešte ostáva množstvo technických výziev – stabilita, škálovateľnosť, robustnosť vo vonkajšom prostredí – náš experiment ukazuje sľubnú cestu v smere „elektronickej“ interakcie s biologickými sieťami húb. V budúcnosti by sa tento prístup mohol rozvinúť k integrovaným systémom biosenzorov, ktoré sledujú stav rastlín či pôdy, alebo k iným umelým bioelektrickým sieťam založeným na mycéliu.
Článok budeme dopĺňať.
Zaujala Vás táto téma? Napíšte nám.