史上初めて、米国ノースウェスタン大学のエンジニアと神経科学者は、
光を使って影響を与える科学者たちは、遺伝子組み換えニューロンを使用して、脳の非常に特定の領域を制御する刺激的な新しい方法を実証しています。神経細胞の機能を研究するこの技術は、光遺伝学として知られています。それは、光による励起に反応するオプシンという特殊なチャネルを膜に導入することに基づいています。脳が特定の波長の光にさらされると、そのようなチャネルを持つニューロンが活性化されるか、逆に活動電位を生成できなくなります。
チャネルの発現には、遺伝子工学的手法が使用され、その後のニューロンおよびニューラル ネットワークの活性化または抑制には、レーザー、光ファイバー、およびその他の光学機器が使用されます。
光遺伝学的手法の利点神経ネットワークを研究し、それらに影響を与える従来の電気生理学的方法は、特定のニューロン接続の高度に選択的な活性化または抑制の可能性にあります。この選択性により、パーキンソン病、うつ病、不安症、てんかんの治療に新しい可能性が開かれます。
ノースウェスタン大学の科学者彼らは、マウス間の社会的相互作用をプログラムするための新しいインプラントの使用を先駆的に行うことにより、この分野で新境地を開拓した。研究者らは、これが複雑な人々のグループで人間関係がどのように形成されるかを理解するための基礎となると述べている。
スリムで柔軟なワイヤレス インプラントマウスに干渉することはなく、自然条件でマウスを観察することができました。オプトジェネティクスを使用した以前の研究では、社会的相互作用や困難な環境でのマウスの動きを制限する光ファイバーワイヤーが必要でした。
インプラント自体は小さなワイヤレスです小動物の皮膚と毛皮の下に、頭蓋骨の外面にそっと置く装置。その厚さは0.5mmです。これは、先端に LED を備えた細い柔軟なフィラメント プローブに接続します。
小型デバイスはプロトコルを使用します近距離無線通信は、スマートフォンの電子決済に使用されているのと同じ技術です。研究者らは、コンピュータ上のユーザー インターフェイスを使用して、リアルタイムでワイヤレスで光を制御します。動物の囲いを囲むアンテナが無線デバイスに電力を供給するため、大きくて重いバッテリーが不要になります。
科学者たちは、マウスのペアまたはグループ間の社会的相互作用を遠隔制御するための光遺伝学的アプローチを研究するための実験を設計しました。
マウス同士が物理的に接近したとき別の閉鎖環境では、エンジニアと生物学者が脳の領域にある特定のニューロンのセットを無線で同期的に活性化しました。それは高次の実行機能と関連しています。そこで研究者らは、マウスに社会的交流の頻度と時間を増やすよう強制した。刺激を非同期化すると、同じペアのマウス内の社会的相互作用が急速に減少しました。グループ設定では、研究者らはランダムに選ばれたペアに対話するよう奨励した。科学者らはまた、要求に応じてマウス同士が即座に通信できるようにした。
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