Мыши на дистанционном управлении
Мыши на дистанционном управлении
15 мая 2021
Синхронизация мозга делает мышей наиболее соц.
Чтоб выяснить функцию нейрона, нейронной цепочки либо целого мозгового центра, можно принудительно активировать нейрон (либо группу нейронов) и поглядеть, как поменяется поведение звериного. Либо напротив – можно принудительно подавить активность нервных клеток: когда нейроны молчат, когда какая-то нервная цепь неактивна, это тоже сказывается на том, как звериное себя ведёт. Чтоб включать и выключать нейроны, у нейробиологов есть мощнейший инструмент – оптогенетические способы, про которые мы не один раз ведали.
Мышь с вживлённым в мозг оптоволокном для включения и выключения нейронов с фоточувствительным белком. (Фото: Институт штата Пенсильвания)
Открыть в полном размере
‹
›
Кратко сущность оптогенетики такая: в геном мыши (либо крысы) заносят определённые конфигурации, так, чтоб некие нервные клеточки можно было активировать либо усыпить световой вспышкой. (Для этого нейроны получают ген флуоресцентного белка, который способен ловить световые волны; сам флуоресцентный белок связан с молекулярным аппаратом клеточки, который генерирует химический импульс на мембране нейрона.) Потом в мозг таковой мыши вблизи с измененными нейронами вводят тончайшие светодиоды. Мышь остаётся жив и более-менее нормально себя ощущает, разве что на голове у неё находится особенная система, удерживающая оптоволокно, которой идёт вглубь мозга. Сейчас остаётся лишь включать и выключать свет и следить, как мышь будет себя вести – захочется ли ей пить, улучшится ли у неё память и т. д.
Неувязка здесь в том, что оптоволокно тянется к специальному аппарату, который управляет световыми вспышками и заодно регистрирует работу нейронов. Мышь остаётся на привязи, и это в почти всех отношениях ограничивает её поведение. К примеру, тяжело учить какие-то социальные способности, когда звериные интенсивно не ведут взаимодействие вместе. Было бы намного лучше, если б светодиодный аппарат можно было надзирать дистанционно, без проводов.
Конкретно таковой беспроводной оптогенетический аппарат обрисовывают в Nature Neuroscience сотрудники Северо-Западного института. Их устройство управляется высокочастотными радиоволнами, которые генерируют световые вспышки подходящего количества, длительности и интенсивности. Наиболее того, новейший аппарат дозволяет генерировать вспышки четырёх различных длин волн – зелёного, голубого, жёлтого и красноватого цвета. Другими словами сразу у одной мыши либо крысы можно управлять сходу 4-мя нейронными цепями, если лишь создать так, чтоб нейроны этих цепей реагировали на четыре цвета. В конце концов, новейший аппарат обходится без батареек – его питают те же радиоволны, которые управляют световыми импульсами.
Опыт ставили сходу с 2-мя–3-мя мышами, у каких светодиоды шли к определённым нейронам префронтальной коры. От префронтальной коры зависят самые сложные когнитивные функции, и воздействие её на поведение наиболее чем велико. Оказалось, что если у различных мышей синхронизировать работу нейронов в префронтальной коре, если нейроны будут работать в одном темпе, то такие мыши начнут больше разговаривать вместе, начнут почаще обнюхиваться и почаще чистить шерсть друг дружке. Нейробиологи и ранее гласили о том, что синхронизация мозга у различных индивидуумов принуждает больше вести взаимодействие вместе. Но на данный момент, при помощи беспроводного оптогенетического устройства, которое никак не ограничивает поведение подопытных звериных, тут удалось показать прямую связь.
Этот улучшенный аппарат не только лишь дозволит выяснить какие-то новейшие вещи о мозге. Его можно применять и в медицине. К примеру, подавая импульс в строго определённую нейронную цепь, можно впору приостановить приступ эпилепсии либо паническую атаку, смягчить депрессию и т. д. – человек сумеет сам смотреть за состоянием собственного мозга, будучи волен в перемещениях.
По материалам ScienceNews
Источник: