Управление мозгом с помощью лазера
Используя точные лазеры, исследователи из Гарварда смогли повлиять на мозг и поведение животного - например, заставить его поворачиваться в нужную сторону, а также подать ему ложную сенсорную информацию о том, что рядом находится еда.
Как описывается в статье, опубликованной в журнале Nature, группа исследователей - Шарад Раманатан, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии и прикладной физики, доктор Аскин Коцабас, научный сотрудник Цзин-Хан Шен и Дзенгсаи Го из медицинского института Говарда Хьюза, - сумели взять под контроль поведение представителя Caenorhabditis elegans - крошечного, прозрачного червя - манипулируя нейронами его мозга. Добившись контроля над сложным поведением относительно простых животных, ученые смогут понять, как функционирует нервная система в целом.
"Если мы сможем понять простую нервную систему вплоть до того, чтобы полностью управлять ею, то можем получить и представление о более сложных системах", - сказал Раманатан.
Чрезвычайно важная теоретическая работа была сосредоточена вокруг изучения разрушающихся нейронов и мутаций, влияющих на функциональность и общую картографию нервной системы. Большинство этих подходов обнаруживают нейроны, отвечающие за конкретное поведение. Однако у Раманатана и его группы иной подход - они хотят сфокусироваться на ключевых нейронах, достаточных для того, чтобы контролировать животное и заставить его выполнять требуемые действия.
Исследователи выбрали червей, нейроны которых зависят от дневного света. Используя генетические инструменты, они добились того, чтобы нейроны стали чувствительны к свету и активировались лазерным импульсом. Одной из первоочередных технических задач, вставших перед учеными, было точное и мгновенное наведение импульса. Цель состояла в том, чтобы активировать только один нейрон, несмотря на то, что животное двигалось, а все нейроны плотно сконцентрированы в его голове.
Приходилось получать изображение животного, программно обрабатывать его, прицеливаться и испускать лазерный пучок света - и все это в течение 20 миллисекунд. В итоге получилась система, способная управлять не только поведением червей, но и их чувствами. В частности, удалось обмануть мозг червя, заставив его считать, что еда находится рядом.
Далее ученые планируют продолжить исследование Caenorhabditis elegans, совершенствовать технологические методы, камеры и компьютерное оборудование, чтобы затем переключиться на более сложные системы - в частности, рыбок дани
http://3rm.info/28749-upravlenie-mozgom-s-pomoschyu-lazera.html
Ученые научились управлять клетками головного мозга с помощью беспроводного «роутера» Новое устройство, называемое «беспроводной роутер для мозга», позволяет исследователям-нейробиологам управлять клетками головного мозга, нейронами, крыс и других мелких лабораторных животных. С помощью устройства ученые с легкостью могут манипулировать отдельными клетками и группами клеток, воздействуя на них с помощью света.
А наблюдая за реакцией животных на тот или иной вид стимуляции, ученые определяют, какие из клеток мозга отвечают за разные функции организма.
Основной технологии воздействия на клетки мозга уже достаточно много лет. Еще в 2005 году исследователи из Стэнфордского университета исследовали клетки мозга, управляя ими с помощью вспышек света. Позже ученые из этого же университета применили методику воздействия светом для лечения некоторых психических заболеваний. Ранее при проведении такого рода исследований ученые вводили в мозг свет лазера с помощью оптического волокна. Это накладывало ограничения на подвижность подопытного животного, что в некоторых случаях мешало ученым видеть реакцию животного на световое возбуждение головного мозга. Новое устройство, разработанное и изготовленное молодой компанией Kendall Research, передает импульсы света в головной мозг с помощью беспроводных технологий посредством импланта, который весит всего три грамма, средний вес крысы составляет 58 грамм.
Свет излучается светодиодными источниками вместо традиционных лазеров, а суперконденсатор накапливает и запасает энергию, получаемую беспроводным путем. Для связи с компьютером используется специальный интерфейс беспроводной связи, который подключается к порту USB. А с помощью специализированного программного обеспечения ученые могут настраивать все параметры светового возбуждения клеток головного мозга и управлять процессом возбуждения. Пока еще данная система находится в стадии тестирования, но уже с ее помощью ученые провели ряд исследований в которых изучались области мозга, ответственные за функции потребления пищи.
http://3rm.info/20747-uchenye-nauchilis-upravlyat-kletkami-golovnogo.html