Изследователи от Института за основни науки (IBS) и университета Йонсей в Южна Корея разработват Nano MIND, първото в света устройство за модулиране на дълбоки мозъчни невронни вериги с помощта на магнетизъм.
Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics (MIND) е устройство, което може да отключи бъдещи мозъчни функции като емоции, когнитивни способности и дори мотивация.
В продължение на милиони години на еволюция човешкият мозък се е развил в сложна мрежа от неврони, които могат да обработват големи количества задачи по високоефективен начин. Стартъпи като Neuralink на Илон Мъск имат желание да се докоснат до тази мрежа и да отключат огромната процесорна мощност на мозъка, за да изпълнява определени функции.
Човешкият мозък обаче е и център на сложни функции като емоции, социално поведение и познание. Тези функции са трудни за възпроизвеждане в изкуствения интелект и варират между различните хора.
Изследователски екип, ръководен от Джинву Чон, професор по биохимия в университета Йонсей, се интересува дали тези функции могат да бъдат прецизно контролирани с помощта на безжична технология.
Магнетизмът – изпитания подход
За разлика от технологии като рентгеновите лъчи, магнитните полета могат да проникнат в тъканите без никакъв риск от увреждане. Ето защо учени са се опитвали да контролират мозъчните вериги с магнетизъм. Те обаче все още не са постигнали голям успех.
За да преодолеят тези проблеми, изследователите от IBS и университета Йонсей са използвали магнетизирани наночастици, за да активират селективно области на мозъка и свързаните с тях вериги.
Използвайки селективно излъчване на наномагнитни частици чрез въртене на магнитни полета в точно определени моменти, изследователите постигат пространствено-времеви контрол на невронната активност – те могат да насочат специално областите в желани интервали от време, за да получат само търсените функции.
Изследователите работят с мишки като модели за своите изследвания и постигат феноменални резултати.
Повишаване на апетита при поискване
Изследователите демонстрират своята технология чрез селективно активиране на GABA рецептори в медиалната преоптична област на мозъка (MPOA), която е отговорна за инхибиторния контрол на апетита при мишки и плъхове.
Използвайки своя подход, екипът успява да активира инхибиторните неврони на този път, което увеличава хранителното поведение и апетита със 100 % при тестваните мишки. При активиране на GABA рецептора хранителното поведение спада до 50 процента, а изследователите наблюдават намаляване на апетита при мишките.
Не е само хранителното поведение, технологията е успешна и в модулирането на поведението на мишки, които никога не са били майки. Когато се активират, тези мишки показват грижовно поведение към малките. Носят ги в гнездата им, нещо, което правят само мишките, които са майки.
Експериментите показват, че технологията Nano-MIND може не само да се използва селективно, но и безопасно да се прилага за увеличаване и намаляване на мозъчните функции.
„Това е първата в света технология за контролиране на специфични области на мозъка, използваща свободно магнитни полета“, казва Джинву Чон, директор на Центъра по наномедицина в IBS.
„Очакваме да се използва широко в изследванията за разбиране на мозъчните функции, сложни изкуствени невронни мрежи, двупосочни BCI технологии и нови лечения за неврологични разстройства.“
Резултатите от изследването са публикувани в списанието Nature Nanotechnology.
Източник: InterestingEngineering
