Per la prima volta nella storia, ingegneri e neuroscienziati della Northwestern University, negli Stati Uniti, hanno programmato
Usare la luce per influenzareUtilizzando neuroni geneticamente modificati, gli scienziati stanno dimostrando nuovi entusiasmanti modi per controllare aree molto specifiche del cervello. Questa tecnica per studiare il funzionamento delle cellule nervose è nota come optogenetica. Si basa sull'introduzione di canali speciali nella loro membrana: le opsine, che rispondono all'eccitazione della luce. Se il cervello è esposto alla luce con una certa lunghezza d'onda, i neuroni che possiedono tali canali verranno attivati o, al contrario, non saranno in grado di generare potenziali d'azione.
Per l'espressione dei canali vengono utilizzati metodi di ingegneria genetica, per la successiva attivazione o inibizione di neuroni e reti neurali, vengono utilizzati laser, fibre ottiche e altre apparecchiature ottiche.
Il vantaggio dei metodi optogenetici è finitoI metodi elettrofisiologici tradizionali per studiare le reti nervose e influenzarle consiste nella possibilità di attivazione o soppressione altamente selettiva di specifiche connessioni neuronali. Questa selettività apre nuove possibilità nel trattamento del morbo di Parkinson, depressione, ansia ed epilessia.
Scienziati della Northwestern Universityhanno aperto nuove strade in questo settore aprendo la strada all’uso di un nuovo impianto per programmare le interazioni sociali tra i topi. I ricercatori affermano che questo getta le basi per comprendere come si formano le relazioni in gruppi complessi di persone.
Impianto sottile, flessibile e wirelessnon ha interferito in alcun modo con i topi e ha permesso loro di essere osservati in condizioni naturali. La ricerca precedente che utilizzava l'optogenetica richiedeva cavi in fibra ottica che limitassero il movimento dei topi durante le interazioni sociali o in ambienti difficili.
L'impianto stesso è minuscolo wirelessun dispositivo che poggia delicatamente sulla superficie esterna del cranio, ma sotto la pelle e il pelo di un piccolo animale. Il suo spessore è di 0,5 mm. Si collega a una sottile sonda a filamento flessibile con LED all'estremità.
Il dispositivo in miniatura utilizza protocolliLe Near Field Communication sono la stessa tecnologia utilizzata negli smartphone per i pagamenti elettronici. I ricercatori controllano la luce in modalità wireless in tempo reale utilizzando l'interfaccia utente di un computer. Un'antenna che circonda il recinto dell'animale fornisce alimentazione al dispositivo wireless, eliminando la necessità di una batteria ingombrante e pesante.
Gli scienziati hanno progettato un esperimento per studiare un approccio optogenetico per controllare a distanza le interazioni sociali tra coppie o gruppi di topi.
Quando i topi erano fisicamente vicini gli uni agli altriIn un altro, in un ambiente chiuso, ingegneri e biologi hanno attivato in modalità wireless in modo sincrono un insieme specifico di neuroni in un’area del cervello. È associato alla funzione esecutiva di ordine superiore. Quindi i ricercatori hanno costretto i topi ad aumentare la frequenza e la durata delle interazioni sociali. La stimolazione desincronizzata ha ridotto rapidamente le interazioni sociali all’interno della stessa coppia di topi. In contesti di gruppo, i ricercatori hanno incoraggiato una coppia selezionata casualmente a interagire. Gli scienziati hanno anche costretto i topi a comunicare istantaneamente tra loro su richiesta.
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