Ensimmäistä kertaa historiassa USA:n Northwestern Universityn insinöörit ja neurotieteilijät ohjelmoivat
Valon käyttäminen vaikuttamiseenGeneettisesti muunnettujen hermosolujen avulla tutkijat osoittavat jännittäviä uusia tapoja hallita hyvin tiettyjä aivojen alueita. Tämä hermosolujen toiminnan tutkimiseen tarkoitettu tekniikka tunnetaan optogenetiikkana. Se perustuu erityisten kanavien viemiseen niiden kalvoon - opsiineihin, jotka reagoivat valon herättämiseen. Jos aivot altistetaan valolle tietyllä aallonpituudella, ne neuronit, joilla on tällaisia kanavia, aktivoituvat tai päinvastoin, ne eivät pysty generoimaan toimintapotentiaalia.
Kanavien ilmentämiseen käytetään geenitekniikan menetelmiä, hermosolujen ja hermoverkkojen myöhempää aktivointia tai estämistä varten käytetään lasereita, optisia kuituja ja muita optisia laitteita.
Optogeneettisten menetelmien etu verrattunaperinteiset elektrofysiologiset menetelmät hermoverkkojen tutkimiseen ja niihin vaikuttamiseen koostuvat mahdollisuudesta spesifisten hermosoluyhteyksien erittäin selektiiviseen aktivoitumiseen tai tukahduttamiseen. Tämä valikoivuus avaa uusia mahdollisuuksia Parkinsonin taudin, masennuksen, ahdistuksen ja epilepsian hoidossa.
Northwestern Universityn tutkijatovat murtaneet uuden suunnan tällä alalla aloittamalla uuden implantin käytön hiirten välisen sosiaalisen vuorovaikutuksen ohjelmoimiseksi. Tutkijoiden mukaan tämä luo perustan sen ymmärtämiselle, kuinka suhteet muodostuvat monimutkaisissa ihmisryhmissä.
Ohut, joustava, langaton implanttiei häirinnyt hiiriä millään tavalla ja antoi niiden havaita luonnollisissa olosuhteissa. Aikaisemmat tutkimukset, joissa käytettiin optogenetiikkaa, vaativat valokuitujohtoja, jotka rajoittivat hiirten liikkumista sosiaalisen vuorovaikutuksen aikana tai haastavissa ympäristöissä.
Itse implantti on pieni langatonlaite, joka lepää varovasti kallon ulkopinnalla, mutta pienen eläimen ihon ja turkin alla. Sen paksuus on 0,5 mm. Se kytketään ohueseen joustavaan filamenttianturiin, jonka päässä on ledit.
Pienoislaite käyttää protokolliaLähikenttäviestintä on samaa tekniikkaa, jota käytetään älypuhelimissa sähköiseen maksamiseen. Tutkijat ohjaavat valoa langattomasti reaaliajassa tietokoneen käyttöliittymän avulla. Eläinkoteloa ympäröivä antenni antaa virtaa langattomalle laitteelle, mikä eliminoi ison ja raskaan akun tarpeen.
Tiedemiehet ovat suunnitelleet kokeen, jossa tutkitaan optogeneettistä lähestymistapaa, jolla voidaan kauko-ohjata sosiaalisia vuorovaikutuksia hiiriparien tai -ryhmien välillä.
Kun hiiret olivat fyysisesti lähellä toisiaanToisessa suljetussa ympäristössä insinöörit ja biologit aktivoivat langattomasti synkronisesti tietyn joukon neuroneja aivojen alueella. Se liittyy korkeamman asteen toimeenpanotoimintoon. Joten tutkijat pakottivat hiiret lisäämään sosiaalisen vuorovaikutuksen tiheyttä ja kestoa. Stimulaation desynkronointi vähensi nopeasti sosiaalista vuorovaikutusta saman hiirparin sisällä. Ryhmässä tutkijat rohkaisivat satunnaisesti valittua paria vuorovaikutukseen. Tiedemiehet myös pakottivat hiiret kommunikoimaan välittömästi toistensa kanssa pyynnöstä.
Lue lisää
Uuden tehokkaimman laserin intensiteetti on verrattavissa maapallolle putoavan auringon valoon.
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?