For første gang i historien programmerte ingeniører og nevrovitenskapsmenn ved Northwestern University, USA
Bruke lys til å påvirkeVed å bruke genmodifiserte nevroner demonstrerer forskere spennende nye måter å kontrollere svært spesifikke områder av hjernen på. Denne teknikken for å studere funksjonen til nerveceller er kjent som optogenetikk. Det er basert på introduksjonen av spesielle kanaler i membranen deres - opsiner, som reagerer på eksitasjon av lys. Hvis hjernen utsettes for lys med en viss bølgelengde, vil de nevronene som har slike kanaler aktiveres eller omvendt ikke være i stand til å generere aksjonspotensialer.
For ekspresjon av kanaler brukes gentekniske metoder, for den påfølgende aktivering eller inhibering av nevroner og nevrale nettverk, brukes lasere, optiske fibre og annet optisk utstyr.
Fordelen med optogenetiske metoder overtradisjonelle elektrofysiologiske metoder for å studere nervenettverk og påvirke dem består i muligheten for svært selektiv aktivering eller undertrykkelse av spesifikke nevronale forbindelser. Denne selektiviteten åpner for nye muligheter i behandlingen av Parkinsons sykdom, depresjon, angst og epilepsi.
Forskere fra Northwestern Universityhar brutt ny mark på dette området ved å være banebrytende i bruken av et nytt implantat for å programmere sosiale interaksjoner mellom mus. Forskerne sier dette legger grunnlaget for å forstå hvordan relasjoner dannes i komplekse grupper av mennesker.
Slankt, fleksibelt, trådløst implantatforstyrret ikke musene på noen måte og lot dem bli observert under naturlige forhold. Tidligere forskning ved bruk av optogenetikk krevde fiberoptiske ledninger som begrenset musenes bevegelse under sosiale interaksjoner eller i utfordrende miljøer.
Implantatet er lite trådløstet apparat som hviler forsiktig på hodeskallen, men under huden og pelsen til et lite dyr. Tykkelsen er 0,5 mm. Den kobles til en tynn, fleksibel glødetrådssonde med lysdioder på slutten.
Miniatyrenheten bruker protokollerNærfeltkommunikasjon er den samme teknologien som brukes i smarttelefoner for elektroniske betalinger. Forskerne styrer lyset trådløst i sanntid ved hjelp av et brukergrensesnitt på en datamaskin. En antenne som omgir dyreinnhegningen gir strøm til den trådløse enheten, og eliminerer behovet for et klumpete og tungt batteri.
Forskere har designet et eksperiment for å studere en optogenetisk tilnærming til fjernkontroll av sosiale interaksjoner mellom par eller grupper av mus.
Når mus var fysisk nær hverandreI et annet, i et lukket miljø, aktiverte ingeniører og biologer trådløst synkront et spesifikt sett med nevroner i et område av hjernen. Det er assosiert med høyere ordens utøvende funksjon. Så forskerne tvang musene til å øke frekvensen og varigheten av sosiale interaksjoner. Desynkroniserende stimulering reduserte raskt sosiale interaksjoner innen samme musepar. I gruppeinnstillinger oppmuntret forskere et tilfeldig utvalgt par til å samhandle. Forskere tvang også mus til å umiddelbart kommunisere med hverandre på forespørsel.
Les mer
Intensiteten til den nye kraftigste laseren er sammenlignbar med sollyset som faller på jorden.
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Det første nøyaktige kartet over verden ble opprettet. Hva er galt med alle andre?