Обычные кардиостимуляторы воздействуют на мышечные клетки (сердечные миоциты), подавая электрические сигналы. В 1967 году, вскоре после появления электрокардиостимуляторов, ученые обнаружили, что падающее излучение может увеличивать частоту сокращения клеток, но развития этот опыт не получил.
Первый интересный с практической точки зрения результат опубликовали два года назад японские специалисты, облучавшие скопления кардиомиоцитов 80-фемтосекундными импульсами лазера, работавшего на длине волны в 780 нм.
Авторы экспериментировали уже не с отдельными скоплениями клеток, а с крошечными сердцами зародышей перепела двух- и трехдневного возраста. Объем сердца птиц на этой стадии развития составляет около 2 мм³. Подавая импульсы излучения на длине волны в 1,875 мкм с помощью оптоволокна, кончик которого находился в 500 мкм от эмбриона, исследователи варьировали частоту сердечных сокращений, увеличивая ее до трех ударов в секунду, а затем снижая до двух. Излучение создавало градиент температур, что приводило к изменению трансмембранного потенциала и устанавливало режим сокращений клеток.
При тестировании разных диапазонов энергии лазерного излучения было установлено, что значение в 0,8 Дж/см² можно считать вполне безопасным. Увеличение энергии в пять раз вызывало повреждение тканей.
В настоящее время биологи проводят опыты с тканями зрелого сердца, пытаясь выяснить, можно ли использовать лазер в качестве вживляемого кардиостимулятора или инструмента для поддержания ритма сердца во время хирургических операций.