• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
11.05.2021
Сергей Васильев
2 273

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:59
Анна Новиковская

Все современные млекопитающие, от утконоса до синего кита и человека, произошли от общего предка, жившего около 180 миллионов лет назад, в юрский период. Об этом загадочном животном мы мало что знаем, но теперь ученые смогли компьютерно реконструировать его геном.

Вчера, 13:45
Александр Березин

Половина всего расхода энергии человечеством приходится на тепло, почти 50% из этого количества уходит на отопление и нагрев воды в домах. На электричество — всего 19%. Из этого ясно, что вопрос отопления даже важнее электроэнергетики, а без отказа от ископаемых топлив здесь зеленый переход невозможен. Однако, как показывает новая научная работа, водород в этой роли — лишь несбыточная мечта.

Вчера, 11:33
НИТУ «МИСиС»

Уникальную технологию нанесения защитных покрытий для ответственных узлов и деталей современной техники разработали ученые НИТУ МИСИС. По словам исследователей, оригинальная архитектура полученных покрытий дает прирост стойкости к коррозии и высокотемпературному окислению в 1,5 раза по сравнению с существующими техническими решениями.

26 сентября
Анатолий Глянцев

Солнце несравнимо ближе к нам, чем любая другая звезда. До него всего восемь световых минут, тогда как до Проксимы Центавра — четыре с лишним световых года. Казалось бы, уж о Солнце-то мы должны знать все и даже больше. Однако не тут-то было. Naked Science рассказывает о загадках, которые все еще таит дневное светило.

Позавчера, 17:32
Александр Березин

Индустриальная эпоха сделала мобилизацию нормой, но что мы знаем о ней и ее роли в истории России? В чем реальные корни ее необходимости, а где границы? Бывали ли у нас частичные мобилизации раньше? Чем они заканчивались? И чего, наконец, стоит ждать от нее в наши дни и в нашей стране?

23 сентября
Алиса Гаджиева

Ученые обнаружили, что древняя медная промышленность Израильского царства была организована так, что в итоге в ее центре не осталось ни растений, ни самой промышленности.

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

3 сентября
Алиса Гаджиева

В «Кратких сообщениях Института археологии» опубликована статья Михаила Казанского и Анны Мастыковой, в которой авторы обобщили все известное из самых разных источников (от позднеантичных авторов до материалов археологических раскопок) о народе акациры. В результате они не только узнали, где те жили во время Великого переселения народов, но и предположили, как это племя нашло общий язык с соседями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: