Poprvé v historii programovali inženýři a neurovědci z Northwestern University v USA
Použití světla k ovlivněníPomocí geneticky modifikovaných neuronů vědci demonstrují vzrušující nové způsoby, jak ovládat velmi specifické oblasti mozku. Tato technika pro studium fungování nervových buněk je známá jako optogenetika. Je založena na zavedení speciálních kanálů do jejich membrány - opsinů, které reagují na buzení světlem. Pokud je mozek vystaven světlu o určité vlnové délce, pak ty neurony, které takové kanály mají, budou aktivovány nebo naopak nebudou schopny generovat akční potenciály.
Pro expresi kanálů se používají metody genetického inženýrství, pro následnou aktivaci nebo inhibici neuronů a neuronových sítí se používají lasery, optická vlákna a další optické zařízení.
Výhoda optogenetických metod oprotitradiční elektrofyziologické metody studia nervových sítí a jejich ovlivňování spočívají v možnosti vysoce selektivní aktivace nebo potlačení specifických neuronových spojení. Tato selektivita otevírá nové možnosti v léčbě Parkinsonovy choroby, deprese, úzkosti a epilepsie.
Vědci z Northwestern Universityprorazili v této oblasti novou půdu tím, že propagovali použití nového implantátu k programování sociálních interakcí mezi myšmi. Vědci tvrdí, že to pokládá základ pro pochopení toho, jak se vytvářejí vztahy ve složitých skupinách lidí.
Tenký, flexibilní, bezdrátový implantátnijak nerušil myši a umožňoval jejich pozorování v přirozených podmínkách. Předchozí výzkum využívající optogenetiku vyžadoval dráty z optických vláken, které omezovaly pohyb myší během sociálních interakcí nebo náročného prostředí.
Samotný implantát je malý bezdrátovýzařízení, které jemně spočívá na vnějším povrchu lebky, ale pod kůží a srstí malého zvířete. Jeho tloušťka je 0,5 mm. Připojuje se k tenké ohebné vláknové sondě s LED na konci.
Miniaturní zařízení používá protokolyKomunikace v blízkém poli jsou stejné technologie používané v chytrých telefonech pro elektronické platby. Vědci kontrolují světlo bezdrátově v reálném čase pomocí uživatelského rozhraní na počítači. Anténa obklopující výběh pro zvířata napájí bezdrátové zařízení, čímž eliminuje potřebu objemné a těžké baterie.
Vědci navrhli experiment ke studiu optogenetického přístupu k dálkovému ovládání sociálních interakcí mezi páry nebo skupinami myší.
Když byly myši fyzicky blízko sebeV jiném, v uzavřeném prostředí, inženýři a biologové bezdrátově synchronně aktivovali specifickou sadu neuronů v oblasti mozku. Je spojena s výkonnou funkcí vyššího řádu. Vědci tedy donutili myši zvýšit frekvenci a trvání sociálních interakcí. Desynchronizační stimulace rychle snížila sociální interakce v rámci stejného páru myší. Ve skupinovém prostředí výzkumníci povzbuzovali náhodně vybraný pár k interakci. Vědci také donutili myši, aby spolu na požádání okamžitě komunikovaly.
Přečtěte si více
Intenzita nového nejsilnějšího laseru je srovnatelná se světlem Slunce dopadajícího na Zemi.
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Byla vytvořena první přesná mapa světa. Co se děje s ostatními?