Вібрації клітинної мембрани, ймовірно, здатні генерувати електрику. Дослідники з Університету Хʼюстона та Ратгерського університету в США запропонували нову теорію, згідно з якою найдрібніші коливання клітинної мембрани можуть створювати достатню напругу для важливих біологічних процесів.
Стіни клітин — мембрани — ніколи не перебувають у повному спокої. Вони постійно коливаються через тепловий рух, роботу вбудованих білків і розщеплення енергії (АТФ). Вчені припустили, що ці активні вібрації через явище флексоелектричності здатні генерувати електричне поле між внутрішнім і зовнішнім боком клітини. Флексоелектричність — це властивість матеріалу створювати напругу під час нерівномірного вигину.
За розрахунками, самогенерована напруга може досягати 90 мілівольт — рівня, порівнянного з потенціалом дії в нейронах. У стані, далекому від рівноваги, коливання мембрани можуть ставати спрямованими, створюючи різницю потенціалів, пише Science Alert. Це може:
- полегшувати й спрямовувати перенесення іонів (заряджених частинок) через мембрану;
- впливати на швидкість і координацію сигналів між клітинами, що важливо для роботи м’язів і нервової системи;
- давати клітині додатковий механізм керування внутрішніми процесами, використовуючи енергію власної активності без зовнішніх джерел.
Відкриття має велике значення для біології. Модель пропонує новий фізичний механізм для пояснення тонкої регуляції в клітинах і тканинах, однак потребує експериментального підтвердження на живих системах. Розуміння цього принципу може привести до створення біонатхненних матеріалів і нових архітектур для штучного інтелекту, що імітують енергоефективність біологічних систем.