Pour la première fois dans l'histoire, des ingénieurs et des neuroscientifiques de l'Université Northwestern, aux États-Unis, ont programmé
Utiliser la lumière pour influencerEn utilisant des neurones génétiquement modifiés, les scientifiques démontrent de nouvelles façons passionnantes de contrôler des zones très spécifiques du cerveau. Cette technique d'étude du fonctionnement des cellules nerveuses est connue sous le nom d'optogénétique. Il est basé sur l'introduction de canaux spéciaux dans leur membrane - les opsines, qui répondent à l'excitation lumineuse. Si le cerveau est exposé à une lumière d'une certaine longueur d'onde, les neurones dotés de tels canaux seront activés ou, à l'inverse, ne pourront pas générer de potentiels d'action.
Pour l'expression des canaux, des méthodes de génie génétique sont utilisées, pour l'activation ou l'inhibition ultérieure des neurones et des réseaux de neurones, des lasers, des fibres optiques et d'autres équipements optiques sont utilisés.
L'avantage des méthodes optogénétiques surLes méthodes électrophysiologiques traditionnelles pour étudier les réseaux nerveux et les influencer consistent en la possibilité d'une activation ou d'une suppression hautement sélective de connexions neuronales spécifiques. Cette sélectivité ouvre de nouvelles possibilités dans le traitement de la maladie de Parkinson, de la dépression, de l'anxiété et de l'épilepsie.
Scientifiques de l’Université Northwesternont innové dans ce domaine en étant pionniers dans l'utilisation d'un nouvel implant pour programmer les interactions sociales entre souris. Les chercheurs affirment que cela jette les bases pour comprendre comment les relations se forment au sein de groupes complexes de personnes.
Implant mince, flexible et sans filn'a pas interféré avec les souris de quelque manière que ce soit et leur a permis d'être observées dans des conditions naturelles. Des recherches antérieures utilisant l'optogénétique nécessitaient des fils à fibres optiques qui limitaient le mouvement des souris lors d'interactions sociales ou dans des environnements difficiles.
L'implant lui-même est minuscule sans filun appareil qui repose doucement sur la surface externe du crâne, mais sous la peau et la fourrure d'un petit animal. Son épaisseur est de 0,5 mm. Il se connecte à une fine sonde à filament flexible avec des LED à l'extrémité.
L'appareil miniature utilise des protocolesLes communications en champ proche sont la même technologie utilisée dans les smartphones pour les paiements électroniques. Les chercheurs contrôlent la lumière sans fil et en temps réel à l'aide d'une interface utilisateur sur un ordinateur. Une antenne entourant l’enclos de l’animal alimente le dispositif sans fil, éliminant ainsi le besoin d’une batterie encombrante et lourde.
Les scientifiques ont conçu une expérience pour étudier une approche optogénétique permettant de contrôler à distance les interactions sociales entre paires ou groupes de souris.
Quand les souris étaient physiquement proches les unes des autresDans un autre environnement fermé, des ingénieurs et des biologistes ont activé sans fil un ensemble spécifique de neurones dans une région du cerveau. Il est associé à une fonction exécutive d’ordre supérieur. Les chercheurs ont donc forcé les souris à augmenter la fréquence et la durée des interactions sociales. La stimulation désynchronisée a rapidement réduit les interactions sociales au sein d’une même paire de souris. En groupe, les chercheurs ont encouragé un couple sélectionné au hasard à interagir. Les scientifiques ont également forcé les souris à communiquer instantanément entre elles à la demande.
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