Chicagóból küldött jelekkel sikerült irányítani egy Dél-Koreában lévő patkány agyába ültetett vezeték nélküli eszközt.
Több mint 10 000 kilométeres távolságból, az Egyesült Államokból irányítottak sikeresen egy Dél-Koreában lévő vezeték nélküli agyimplantátumot. A chicagói kutatók az interneten keresztül küldtek utasításokat a Daejeon városában található laboratórium számítógépének, amely vezeték nélkül továbbította azokat a kísérleti eszköznek. Az implantátum átlagosan mindössze 109 milliszekundumos reakcióidővel válaszolt a parancsokra.
A távvezérlés azért jelentős előrelépés az agykutatásban, mert a tudósok közvetlen jelenléte megváltoztathatja a kísérleti állatok viselkedését. A KAIST és a Yonsei Egyetem szakemberei által kifejlesztett, RAPIDO elnevezésű rendszer ezt a zavaró tényezőt küszöböli ki, miközben lehetővé teszi a távoli laboratóriumok együttműködését. A fejlett eszközről és a vizsgálatokról szóló tanulmány a Science Advances szakfolyóiratban jelent meg.
A szabadon mozgó patkányok hordozására tervezett apró szerkezet két fő feladatot képes ellátni a koponyán belül. Egy apró csatornán keresztül gyógyszereket tud beadni, miközben egy miniatűr LED segítségével fényt bocsát ki a megcélzott agyterületekre. Az újratölthető tartállyal szerelt eszköz funkciói egymástól függetlenül, az interneten keresztül is programozhatók.
„A fejlesztésünk lehetővé teszi, hogy a kutatók ismételt, hosszú távú és távolról vezérelt gyógyszeres, valamint optikai beavatkozásokat hajtsanak végre szabadon mozgó állatokon anélkül, hogy többször meg kellene fogniuk őket, vagy újabb műtéttel kellene cserélniük az implantátumot” – mondta Jeong Jae-Woong, a KAIST villamosmérnöke a ScienceAlert magazinnak. A szakember hozzátette, hogy így lényegesen kisebb közvetlen beavatkozással és a kísérletvezető jelenlétének minimális befolyásával végezhetnek méréseket.
NE HAGYD KI
Kövess minket a Google-ben
Legyen a Liner a követett forrásod
Jelöld be a Linert követett forrásként a Google-ben.
A kutatócsoport két különálló patkánykísérletben tesztelte a szerkezet működését a távoli kapcsolat igazolása után. Az első vizsgálatban a gyógyszeradagoló rendszert próbálták ki, amelynek során eltérő mennyiségű szert juttattak közvetlenül a jutalomkereső viselkedésért felelős agyterületre. Az adagoknak megfelelő elmozdulásokat regisztráltak az állatoknál, és a hatást a beültetés utáni második, harmadik és negyedik héten is pontosan meg tudták ismételni.
A második kísérlet
A második kísérletben az optogenetika módszerével azt vizsgálták, hogy a fényjelzések miként befolyásolják a patkányok tanult preferenciáit. Ennél a tesztnél a szert a patkányok hasüregébe adták be a fényhatás elkülönítése érdekében. A fénykezelés nélkül hagyott állatok később a kábítószerrel társított térrészt részesítették előnyben.
Ezzel szemben abban a csoportban, ahol az implantátum fénye aktivált egy specifikus jelátviteli útvonalat a tanulási fázisban, az állatoknál nem alakult ki a szerhez kötődő helypreferencia. A kísérletek egyértelműen megmutatták a platform alkalmasságát az idegi manipulációk és a viselkedési válaszok közötti ok-okozati összefüggések feltárására.
További vizsgálatok jöhetnek
A kapott eredmények ugyanakkor nem jelentik azt, hogy az eszköz alkalmas lenne a függőségek gyógyítására, mivel a tanult helypreferencia csökkentése nem azonos a már kialakult függőség kezelésével. A technológia emberi alkalmazásától még számos akadály választja el a tudományt.
„A legnagyobb kihívást a hosszú távú biztonságosság és megbízhatóság igazolása jelenti az emberi agyban” – magyarázta Jeong Jae-Woong. „Ez az agyimplantátum a jelenlegi szakaszban leginkább olyan kutatási platformként értelmezhető, amely segíthet a jövőbeli terápiás stratégiák kidolgozásában és értékelésében, semmint kész klinikai eszközként” – tette hozzá a kutató.