Vědecký tým pod vedením odborníků z Rice University předvedl bezdrátovou technologii, která umožňuje ovládat neurony v mozku mouchy. Univerzita o tomto objevu informovala na svých webových stránkách s tím, že neuroinženýři využívají k aktivaci neuronů u ovocných mušek magnetické pole. Výsledky práce byly publikovány v odborném časopise Nature.
Vědecký tým použil genové inženýrství k expresi speciálního iontového kanálu v muších nervových buňkách, který lze aktivovat teplem. Při aktivaci iontového kanálu mouchy částečně roztáhnou křídla, což je součástí jejich pářícího rituálu. Aby bylo možné kanál libovolně aktivovat, vstříkli vědci pokusným mouchám nanočástice, které lze zahřát působením magnetického pole.
Při aktivaci iontového kanálu mouchy částečně roztáhnou křídla
Dálkově ovládaná muška
Geneticky modifikované mouchy byly poté umístěny do prostoru, na jehož horní straně byl umístěn elektromagnet a kamera, jež snímala jejich pohyb. Když vědci aktivovali elektromagnet, elektrické pole zahřálo nanočástice, které následně aktivovaly neurony, což vedlo k tomu, že mouchy roztáhly křídla, jak je vidět v kratičkém videu níže.
Analýzou videozáznamů pořízených během experimentů vědci zjistili, že časový interval mezi aktivací elektromagnetu a roztažením křídel byl kratší než půl sekundy. „Spojením odborníků na genetické inženýrství, nanotechnologie a elektrotechniku se nám podařilo dát všechny části dohromady a dokázat, že tento nápad funguje,“ uvedl v tiskové zprávě hlavní řešitel projektu Jacob Robinson.
Robinson je přesvědčen, že schopnost přesné aktivace buněk bude užitečná při studiu mozku, vývoji technologií pro komunikaci s mozkem i při léčbě poruch, jež nějakým způsobem s mozkem souvisejí. Dálkové ovládání vybraných nervových obvodů pomocí magnetických polí je dle jeho mínění pro neurotechnologie jakýmsi svatým grálem.
Vědecky hacknuté mozky
Robinson dále uvedl, že nová technologie aktivuje nervové obvody asi padesátkrát rychleji než nejlepší dosud prokázaná technologie magnetické stimulace neuronů. „Pokroku jsme dosáhli díky nápadu Charlese Sebesty použít nový iontový kanál, který je citlivý na rychlost změny teploty,“ doplnil.
Američtí vědci „hacknuli“ mouchám mozky. Teď mohou bezdrátově ovládat jejich křídla
Schopnost cíleně aktivovat buňky v přesném čase by mohla být mocným nástrojem pro studium mozku, léčbu nemocí a vývoj technologie pro přímou komunikaci mezi mozkem a strojem. Sám Robinson pracuje na ambiciózním projektu MOANA, jehož cílem je vyvinout technologii náhlavní soupravy pro nechirurgickou bezdrátovou komunikaci mezi dvěma mozky.
„Dlouhodobým cílem této práce je vytvořit metody pro aktivaci specifických oblastí mozku u lidí pro terapeutické účely, aniž by bylo nutné provést chirurgický zákrok,“ řekl Robinson. „Abychom se dostali na úroveň přirozené přesnosti mozku, potřebujeme pravděpodobně dosáhnout snížení doby odezvy na několik setin sekundy. Takže je před námi ještě dlouhá cesta.“