Новый беспроводной имплантат контролирует поведение лабораторных животных — Naked Science
11 мая
Сергей Васильев

Новый беспроводной имплантат контролирует поведение лабораторных животных

4.5

Имплантированное мышам устройство позволило удаленно управлять их социальными взаимодействиями, «включая» или «выключая» дружелюбие.

©Northwestern University

Группа ученых из американского Северо-Западного университета разработала сверхминиатюрное беспроводное устройство для имплантации в мозг лабораторных грызунов и провела успешные эксперименты с ним. При этом мембраны нейронов у подопытных животных были генетически модифицированы и содержали белки, срабатывающие в ответ на облучение светом определенной длины волны. Такой метод активации нервных связей называется оптогенетикой и используется в исследованиях мозга. Можно вспомнить, что именно с помощью оптогенетики ученые научили певчих птиц новым незнакомым песням.

Новое устройство совсем невелико, не требует проводного соединения и совершенно не мешает мышам в движениях и обычной жизни, позволяя наблюдать их в естественных условиях. Во время опытов ученые включали имплантат через беспроводной интерфейс, и он моментально запускал просоциальное, дружелюбное поведение мышей или же «отключал» его. Об этом Евгения Козоровитски (Yevgenia Kozorovitskiy) и ее коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

«Прежние технологии не позволяли наблюдать социальные взаимодействия между животными в сложных условиях, поскольку они были связаны, — подчеркивает профессор Козоровитски. — Оптоволокно легко ломалось или запутывало их. Так что для ответов на сложные вопросы о поведении животных требовалось применение инновационных беспроводных технологий».

В самом деле, применение методов оптогенетики обычно требует какого-то способа подачи лазерного излучения на нужную группу клеток мозга. Для этого в черепе делают отверстие, куда подводят оптоволокно, и затем, включая или отключая лазер, следят за поведением ГМ-животного, изучая проявления активности соответствующих нейронов. Однако при экспериментах с группой животных «куст» проводов, торчащий из головы, не позволяет им нормально взаимодействовать друг с другом.

Именно поэтому команда нейробиологов под руководством Евгении Козоровитски совместно с электротехниками из группы профессора Джона Роджерса (John Rogers) разработала миниатюрный оптогенетический имплантат без проводов. Он крепится на поверхность черепа и при толщине около 0,5 миллиметра практически незаметен в шерсти на голове грызуна. При этом тончайшие нити оптоволокна с внутренней поверхности пластины уходят под череп и могут активировать целевые нейроны. Даже энергию оно получает через беспроводную антенну, от «зарядного устройства», расположенного непосредственно у клетки, где содержатся животные.

Чтобы продемонстрировать возможности новой технологии, Козоровитски и ее коллеги провели эксперименты с парами и группами лабораторных ГМ-мышей. С помощью лазера ученые удаленно синхронизировали активность нейронов медиальной префронтальной коры (МПК). Эта область головного мозга играет важную роль в реализации высших функций, в том числе в социальном поведении. И действительно, искусственная синхронизация активности МПК у животных приводила к тому, что они стремились взаимодействовать друг с другом, а десинхронизация вызывала обратный эффект, заставляя расходиться в стороны.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 13:03
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

Позавчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Позавчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: