غرسة دماغية مبتكرة للتحكم عن بعد في سلوك الآخرين

لقد عمل المهندسون لسنوات لإنشاء جهاز صغير خفيف الوزن غير مرئي على رأس فأرة المختبر.
الصورة من جامعة نورث وسترن

لأول مرة ، قام المهندسون في جامعة نورث وسترن بالولايات المتحدة ببرمجة الفئران في الوقت الفعلي للتواصل مع بعضهم البعض.

أصبح هذا ممكنًا بفضل أحدث التطورات التكنولوجية ، ولا سيما في علم البصريات الوراثي (التحكم في الخلايا العصبية بمساعدة الضوء). لم تكن مثل هذه التجربة ممكنة حتى اختراع غرسات دماغية لاسلكية لا تقيد حركة الحيوانات وتسمح للعلماء بمراقبة سلوكهم الطبيعي في المختبر.

يسمح الزرع اللاسلكي الرقيق والمرن للحيوان بأن يبدو “طبيعيًا” ويتحرك بحرية. قبل ذلك ، تطلب البحث في علم البصريات الوراثي وجود كابل ألياف بصرية يحد من حركة الفئران ، ويمكن أن يتشابك ، ويتداخل بكل طريقة ممكنة مع دراسة السلوك الطبيعي للحيوانات.

ما هو علم البصريات الوراثي

في عام 2005 ، أصبحت علم البصريات الوراثي كلمة جديدة في علم الأعصاب وعلم النفس العصبي. يسمح لك بدراسة عمل الخلايا العصبية الفردية أو مجموعات الخلايا العصبية بدقة غير مسبوقة. للقيام بذلك ، قام الباحثون بتغيير الخلايا العصبية للفئران الحية بحيث تبدأ في التعبير عن جين معدل للطحالب الحساسة للضوء. يسمح هذا للعلماء باستخدام مصدر ضوء خارجي للتحكم في نشاط دماغ الحيوان.

كل ذلك يبدو وكأنه قصة خيال علمي. ومع ذلك ، يعتقد العلماء أن اليوم ليس بعيدًا حيث يمكن لعلم البصريات الوراثي أن يعالج فقدان البصر وحتى الشلل. صحيح أن هذه الطريقة لا يمكن استخدامها بعد على البشر ، لأنها تعتمد على الهندسة الوراثية.

جهاز التحكم عن بعد في الوقت الحقيقي

الجهاز ، الذي سمح للعلماء بإحراز تقدم كبير في أبحاث علم البصريات الوراثي ، متصل بالسطح الخارجي لجمجمة الحيوان. يتم توصيل الجهاز الرفيع (بسماكة نصف ملليمتر فقط) بمسبار مرن يشبه الخيط مزود بمصباح LED في نهايته ، والذي يخترق الدماغ مباشرة من خلال فتحة صغيرة في الجمجمة.

يستخدم الجهاز بروتوكولات NFC ، وهي نفس البروتوكولات التي تسمح بالدفع بدون تلامس من الهاتف الذكي. يسمح هذا للباحثين بالتحكم عن بعد في شعاع من الضوء باستخدام واجهة كمبيوتر مخصصة.

تم استبدال البطارية الثقيلة والضخمة لهذا الجهاز بهوائي يوفر الطاقة داخل العلبة بالحيوانات.

عمل صداقات! لا نكون اصدقاء!

لاختبار التكنولوجيا الجديدة عمليًا ، قرر الباحثون “التلاعب” بالروابط الاجتماعية للأزواج وحتى مجموعات الفئران.

عندما اقتربت الفئران من بعضها البعض في مكان مغلق ، قام العلماء باستخدام جهاز التحكم عن بعد بتنشيط مناطق معينة بشكل متزامن في القشرة الدماغية لهذه الحيوانات. هذا جعل الفئران تتفاعل مع بعضها البعض في كثير من الأحيان ولفترة أطول. تسبب عدم تزامن التحفيز في انخفاض الاتصالات بين نفس الفئران. في بيئة المجموعة ، يمكن للباحثين الحصول على زوج من الفئران يتم اختياره عشوائيًا للاتصال ببعضهم البعض أكثر من غيرهم.

يعترف مؤلفو العمل بأنهم أنفسهم لم يؤمنوا بنجاح التجربة. ومع ذلك ، فقد تمكنوا من الحصول على أول دليل مباشر على أن التزامن العصبي لشخصين يلعب دورًا مهمًا في السلوك الاجتماعي.

أي أنه إذا أراد فرد مشروط واحد فقط التواصل ، فمن غير المرجح أن يكون قادرًا على الاختلاط الاجتماعي حتى في حشد من نوعه. تمكن العلماء من إثبات أنه من أجل الاتصال الاجتماعي ، من الضروري أن يقوم شخصان بتشغيل المراكز في الدماغ المسؤولة عن مثل هذه الرغبة في وقت واحد.

نُشرت هذه الدراسة المثيرة في المجلة العلمية Nature Neuroscience.

المصدر:فيستي.رو