For første gang i historien programmerede ingeniører og neuroforskere ved Northwestern University, USA
Brug af lys til at påvirkeVed hjælp af genetisk modificerede neuroner demonstrerer forskere spændende nye måder at kontrollere meget specifikke områder af hjernen på. Denne teknik til at studere nervecellers funktion er kendt som optogenetik. Det er baseret på indførelsen af specielle kanaler i deres membran - opsiner, som reagerer på excitation af lys. Hvis hjernen udsættes for lys med en bestemt bølgelængde, så vil de neuroner, der har sådanne kanaler, blive aktiveret eller omvendt ikke være i stand til at generere aktionspotentialer.
Til ekspression af kanaler anvendes gentekniske metoder til den efterfølgende aktivering eller inhibering af neuroner og neurale netværk anvendes lasere, optiske fibre og andet optisk udstyr.
Fordelen ved optogenetiske metoder overtraditionelle elektrofysiologiske metoder til at studere nervenetværk og påvirke dem består i muligheden for meget selektiv aktivering eller undertrykkelse af specifikke neuronale forbindelser. Denne selektivitet åbner nye muligheder for behandling af Parkinsons sygdom, depression, angst og epilepsi.
Forskere fra Northwestern Universityhar brudt ny vej på dette område ved at være banebrydende i brugen af et nyt implantat til at programmere sociale interaktioner mellem mus. Forskerne siger, at dette lægger grundlaget for at forstå, hvordan relationer dannes i komplekse grupper af mennesker.
Slankt, fleksibelt, trådløst implantatinterfererede ikke med musene på nogen måde og tillod dem at blive observeret under naturlige forhold. Tidligere forskning med optogenetik krævede fiberoptiske ledninger, der begrænsede musernes bevægelse under sociale interaktioner eller i udfordrende miljøer.
Implantatet i sig selv er lille trådløsten enhed, der hviler forsigtigt på kraniets ydre overflade, men under et lille dyrs hud og pels. Dens tykkelse er 0,5 mm. Den tilsluttes en tynd fleksibel glødetrådssonde med lysdioder i slutningen.
Miniatureenheden bruger protokollerNærfeltskommunikation er den samme teknologi, der bruges i smartphones til elektroniske betalinger. Forskerne styrer lyset trådløst i realtid ved hjælp af en brugergrænseflade på en computer. En antenne, der omgiver dyrenes indhegning, forsyner den trådløse enhed med strøm, hvilket eliminerer behovet for et omfangsrigt og tungt batteri.
Forskere har designet et eksperiment til at studere en optogenetisk tilgang til fjernstyring af sociale interaktioner mellem par eller grupper af mus.
Når mus var fysisk tæt på hinandenI et andet, i et lukket miljø, aktiverede ingeniører og biologer trådløst synkront et bestemt sæt neuroner i et område af hjernen. Det er forbundet med højere ordens udøvende funktion. Så forskerne tvang musene til at øge hyppigheden og varigheden af sociale interaktioner. Desynkroniserende stimulering reducerede hurtigt sociale interaktioner inden for det samme par mus. I gruppesammenhænge opfordrede forskere et tilfældigt udvalgt par til at interagere. Forskere tvang også mus til øjeblikkeligt at kommunikere med hinanden efter behov.
Læs mere
Intensiteten af den nye mest kraftfulde laser kan sammenlignes med solens lys, der falder på jorden.
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Det første nøjagtige kort over verden blev oprettet. Hvad er der galt med alle andre?