Prvýkrát v histórii programovali inžinieri a neurovedci z Northwestern University v USA
Použitie svetla na ovplyvneniePomocou geneticky modifikovaných neurónov vedci demonštrujú vzrušujúce nové spôsoby kontroly veľmi špecifických oblastí mozgu. Táto technika na štúdium fungovania nervových buniek je známa ako optogenetika. Je založená na zavedení špeciálnych kanálov do ich membrány - opsínov, ktoré reagujú na excitáciu svetlom. Ak je mozog vystavený svetlu s určitou vlnovou dĺžkou, potom sa tie neuróny, ktoré majú takéto kanály, aktivujú, alebo naopak, nebudú schopné generovať akčné potenciály.
Na expresiu kanálov sa používajú metódy genetického inžinierstva, na následnú aktiváciu alebo inhibíciu neurónov a neurónových sietí sa používajú lasery, optické vlákna a ďalšie optické zariadenia.
Výhoda optogenetických metód oprotitradičné elektrofyziologické metódy skúmania nervových sietí a ich ovplyvňovania spočívajú v možnosti vysoko selektívnej aktivácie alebo potlačenia špecifických neuronálnych spojení. Táto selektivita otvára nové možnosti v liečbe Parkinsonovej choroby, depresie, úzkosti a epilepsie.
Vedci z Northwestern Universityprelomili novú pôdu v tejto oblasti priekopníkom v používaní nového implantátu na programovanie sociálnych interakcií medzi myšami. Vedci tvrdia, že to dáva základ pre pochopenie toho, ako sa vytvárajú vzťahy v zložitých skupinách ľudí.
Tenký, flexibilný, bezdrôtový implantátnijako nezasahoval do myší a umožňoval ich pozorovanie v prírodných podmienkach. Predchádzajúci výskum využívajúci optogenetiku vyžadoval drôty z optických vlákien, ktoré obmedzovali pohyb myší počas sociálnych interakcií alebo náročných prostredí.
Samotný implantát je malý bezdrôtovýzariadenie, ktoré jemne spočíva na vonkajšom povrchu lebky, ale pod kožou a kožušinou malého zvieraťa. Jeho hrúbka je 0,5 mm. Pripája sa k tenkej flexibilnej vláknovej sonde s LED diódami na konci.
Miniatúrne zariadenie používa protokolyKomunikácia v blízkom poli je rovnaká technológia, ktorá sa používa v smartfónoch na elektronické platby. Vedci kontrolujú svetlo bezdrôtovo v reálnom čase pomocou používateľského rozhrania v počítači. Anténa obklopujúca ohradu pre zvieratá dodáva energiu bezdrôtovému zariadeniu, čím sa eliminuje potreba objemnej a ťažkej batérie.
Vedci navrhli experiment na štúdium optogenetického prístupu k diaľkovému ovládaniu sociálnych interakcií medzi pármi alebo skupinami myší.
Keď boli myši fyzicky blízko sebaV inom, v uzavretom prostredí, inžinieri a biológovia bezdrôtovo synchrónne aktivovali špecifickú sadu neurónov v oblasti mozgu. Je spojená s výkonnou funkciou vyššieho rádu. Vedci teda prinútili myši zvýšiť frekvenciu a trvanie sociálnych interakcií. Desynchronizujúca stimulácia rýchlo znížila sociálne interakcie v rámci toho istého páru myší. V skupinovom prostredí výskumníci povzbudili náhodne vybraný pár k interakcii. Vedci tiež prinútili myši, aby na požiadanie okamžite navzájom komunikovali.
Čítaj viac
Intenzita nového najsilnejšieho laseru je porovnateľná so svetlom Slnka dopadajúcim na Zem.
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Bola vytvorená prvá presná mapa sveta. Čo je zlé na všetkých ostatných?