För första gången i historien programmerade ingenjörer och neurovetare vid Northwestern University, USA
Att använda ljus för att påverkaMed hjälp av genetiskt modifierade neuroner, visar forskare spännande nya sätt att kontrollera mycket specifika områden i hjärnan. Denna teknik för att studera nervcellers funktion är känd som optogenetik. Det är baserat på införandet av speciella kanaler i deras membran - opsiner, som svarar på excitation av ljus. Om hjärnan utsätts för ljus med en viss våglängd, kommer de neuroner som har sådana kanaler att aktiveras eller, omvänt, inte att kunna generera aktionspotentialer.
För uttryck av kanaler används gentekniska metoder, för efterföljande aktivering eller inhibering av nervceller och neurala nätverk, används lasrar, optiska fibrer och annan optisk utrustning.
Fördelen med optogenetiska metoder övertraditionella elektrofysiologiska metoder för att studera nervnätverk och påverka dem består i möjligheten till mycket selektiv aktivering eller undertryckande av specifika neuronala anslutningar. Denna selektivitet öppnar för nya möjligheter vid behandling av Parkinsons sjukdom, depression, ångest och epilepsi.
Forskare från Northwestern Universityhar brutit ny mark på detta område genom att banbryta användningen av ett nytt implantat för att programmera sociala interaktioner mellan möss. Forskarna säger att detta lägger grunden för att förstå hur relationer bildas i komplexa grupper av människor.
Smalt, flexibelt, trådlöst implantatstörde inte mössen på något sätt och lät dem observeras under naturliga förhållanden. Tidigare forskning med optogenetik krävde fiberoptiska ledningar som begränsade musens rörelse under sociala interaktioner eller utmanande miljöer.
Själva implantatet är litet trådlösten anordning som vilar försiktigt på skalens yttre yta men under huden och pälsen hos ett litet djur. Dess tjocklek är 0,5 mm. Den ansluts till en tunn flexibel glödtrådssond med lysdioder i slutet.
Miniatyrenheten använder protokollNärfältskommunikation är samma teknik som används i smartphones för elektroniska betalningar. Forskarna styr ljuset trådlöst i realtid med hjälp av ett användargränssnitt på en dator. En antenn som omger djurhöljet förser den trådlösa enheten med ström, vilket eliminerar behovet av ett skrymmande och tungt batteri.
Forskare har designat ett experiment för att studera en optogenetisk metod för att fjärrstyra sociala interaktioner mellan par eller grupper av möss.
När möss var fysiskt nära varandraI en annan, i en sluten miljö, aktiverade ingenjörer och biologer trådlöst synkront en specifik uppsättning neuroner i ett område av hjärnan. Det är förknippat med högre ordnings verkställande funktion. Så forskarna tvingade mössen att öka frekvensen och varaktigheten av sociala interaktioner. Desynkroniserande stimulering minskade snabbt sociala interaktioner inom samma par möss. I gruppmiljöer uppmuntrade forskarna ett slumpmässigt utvalt par att interagera. Forskare tvingade också möss att omedelbart kommunicera med varandra på begäran.
Läs mer
Intensiteten hos den nya kraftfullaste lasern är jämförbar med solens ljus som faller på jorden.
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?