Naukowcy odkryli, iż wykorzystując jedynie pole magnetyczne można sterować myszami z nanocząsteczkami wszczepionymi do mózgu. W ten sposób zmuszono je do jedzenia, socjalizacji i zachowywania się w nietypowy sposób – to kontrola umysłów na wyjątkowo zaawansowanym poziomie.
Chociaż eksperymenty dotyczące “kontroli umysłów” na zwierzętach nie są niczym nowym, zwykle polegały na wszczepianiu nieporęcznych elektrod do mózgu, które na dodatek mocno ograniczały swobodę poruszania obiektu doświadczalnego. Teraz naukowcy z koreańskiego Institute for Basic Science (IBS) opracowali metodę ukierunkowania ścieżek w mózgu przy użyciu genetyki, nanocząsteczek i pól magnetycznych – nazywa się Nano-MIND (Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics). Szczegóły opisano w czasopiśmie Nature Nanotechnology.
Dr Jinwoo Cheon z IBS mówi:
To pierwsza na świecie technologia, która swobodnie kontroluje określone obszary mózgu dzięki pól magnetycznych. Oczekujemy, iż będzie szeroko stosowana w badaniach w celu zrozumienia funkcji mózgu.Kontrola umysłów bez krępujących ruchy elektrod
Ludzki mózg zawiera ponad 100 miliardów neuronów połączonych w złożoną sieć. Kontrola obwodów neuronowych jest kluczowa dla zrozumienia wyższych funkcji mózgu, takich jak poznanie, emocje i zachowania społeczne, a także dla identyfikacji przyczyn różnych zaburzeń mózgu. Nowa technologia kontroli funkcji mózgu ma również znaczenie dla rozwoju interfejsów mózg-komputer (BCI), takich jak te opracowywane przez Neuralink, których celem jest umożliwienie sterowania urządzeniami zewnętrznymi dzięki samej myśli.
Chociaż pola magnetyczne są od dawna stosowane w obrazowaniu medycznym ze względu na ich bezpieczeństwo i zdolność do penetracji tkanek biologicznych, precyzyjne kontrolowanie obwodów mózgowych za ich pomocą stanowiło poważne wyzwanie dla naukowców. Technologia Nano-MIND umożliwia bezprzewodowe i zdalne sterowanie określonymi obszarami mózgu w celu modulacji złożonych jego funkcji.
Kluczowa innowacja polega na selektywnej ekspresji nanomagnetoreceptorów w określonych typach neuronów i obwodach mózgowych oraz aktywowaniu ich dzięki zewnętrznych pól magnetycznych w precyzyjnych momentach, co umożliwia przestrzenno-czasową kontrolę aktywności neuronowej.
Kontrola umysłów u myszy możliwa – zwierzęta zmuszono m.in. do jedzenia i socjalizacji /Fot. NatureTechnologia Nano-MIND potwierdziła swoją skuteczność poprzez selektywną aktywację hamujących receptorów GABA w przyśrodkowym obszarze przedwzrokowym (MPOA), który odpowiada za zachowania macierzyńskie. Aktywacja tych neuronów u samic myszy niebędących matkami znacznie zwiększyła zachowania opiekuńcze, takie jak przyprowadzanie młodych do gniazda, podobnie jak u myszy, które były matkami.
Ponadto technologia została wykorzystana do regulacji zachowań żywieniowych poprzez ukierunkowanie obwodów motywacyjnych w bocznym podwzgórzu. Aktywacja neuronów hamujących w tych obszarach spowodowała 100-procentowy wzrost apetytu i zachowań żywieniowych u myszy. Z kolei aktywacja neuronów pobudzających doprowadziła do ponad 50-procentowego zmniejszenia apetytu i zachowań żywieniowych.
Te wyniki pokazują, iż technologia Nano-MIND może selektywnie aktywować pożądane obwody mózgowe w celu dwukierunkowej modulacji wyższych funkcji mózgu, torując drogę postępom w neuronauce i potencjalnym zastosowaniom terapeutycznym.
