Sorodne vsebine
- Ti znanstveniki želijo sprostiti vojsko gosenic, da bi uničili pridelke kokaina
S spodbujanjem nevronske aktivnosti z elektrodami so raziskovalci pod vplivom kokaina okrepili miselne spretnosti rezusnih opic. Slika prek Wikimedia Commons / JM Garg
V zadnjem letu smo videli izumljanje vse bolj izpopolnjenih protetičnih okončin, ušes in oči - idej in izumov, ki so bili nekoč tako domišljijski, da bi spadali v področje znanstvene fantastike. Zdaj skupina znanstvenikov z univerze Wake Forest v Severni Karolini gre še korak dlje, ki dela na razvoju proteze za najbolj zapleten organ vseh: um.
Kot so razkrili v današnjem članku, objavljenem v reviji Journal of Neural Engineering, so raziskovalci ustvarili način za manipulacijo nevronske aktivnosti opusov opic, da bi jim pomagali pri odločanju, ko so bile zaradi uporabe kokaina oslabljene njihove kognitivne sposobnosti. Znanstveniki pravijo, da bi njihove raziskave nekega dne lahko pripeljale do novega načina pomoči ljudem, ki so zmanjšali kognitivno sposobnost bolezni ali poškodb.
Da bi vzpostavili izhodišče za sposobnosti odločanja opic, so jih raziskovalci usposobili za izvajanje preproste ujemajoče se naloge na računalniku. Ko je vsaka od petih opic, uporabljenih v študiji, gledala na računalniški zaslon, jim je bila prikazana ena sama slika, nato pa se je zaslon izgubil minuto ali dve. Nato se je vrnila prvotna slika, skupaj z eno do sedmimi podobami.
Hkrati je bil položaj opicinih rok na pultu pred računalnikom izsleden s kamero, ki je zaznala UV svetlobo, ki se je odbila od posebnega reflektorja, pritrjenega na zadnji strani opicinih rok. Položaj njihovih rok, kot ga je zaznala kamera, je bil digitaliziran in doveden v računalnik, tako da se je ob premikanju rok premaknil kazalec na računalniškem zaslonu, kot da drži miško.
Ko so se slike po praznem intervalu vrnile na računalniški zaslon, če bi opice premikale kazalec po prvotni sliki, ki so bile prikazane, so jih nagradile s kapljico soka skozi srk, ki se nahaja blizu ust. V nekaj mesecih je vsaka opica obvladala nalogo in se usposobila, dokler jim ni uspelo izbrati pravilne slike 40 do 75 odstotkov časa, odvisno od števila prikazanih fotografij.
Medtem ko so izvajali ujemanje, so raziskovalci natančno spremljali nevronske vzorce opic s snemalnimi valji, ki so bili vgrajeni v predfrontalno skorjo živali, območje možganov, za katerega je bilo znano, da deluje med nalogami odločanja. Znanstveniki so odkrili, da se na tem območju zanesljivo pojavljajo enaki vzorci nevronske aktivnosti, kadar so opice uspešno opravile nalogo in manj pogosto, ko so opice izbrale napačno sliko.
Nato so stvari postale zanimive: ko so si opice ogledale slike in srkale sok, so raziskovalci vsaki od njih vbrizgali kokain. Ker je znano, da droga moti vrsto nenehne koncentracije in spretnosti odločanja, ki so potrebne za pravilno izvajanje računalniškega usklajevanja, so se stopnje opic predvidljivo zmanjšale in pravilno sliko so izbrale za 13 odstotkov manj kot pred uporabo kokaina .
Ko so raziskovalci uporabili elektrode, ki so jih predhodno vsadili v možgane opic, ki so bili nameščeni na natančnih mestih znotraj predfrontalne skorje, ki so se ob pravilnem ujemanju slike zanesljivo streljale -, da bi pozneje sprožile te nevrone in ponovile vzorce streljanja, rezultati so bili dramatični.
"Protetična naprava je kot" preklop stikala ", da se odločitev vklopi v realnem času, " je dejal Sam Deadwyler, profesor fiziologije in farmakologije na Wake Forest in eden od avtorjev študije. Pod vplivom kokaina se je proteza obnovila in celo izboljšala v primerjavi z osnovno črto, pri čemer so opice izbrale pravilno sliko 10 odstotkov pogosteje kot prej.
"Glede na izsledke te študije upamo, da bomo v prihodnosti razvili vsadljivo nevroprotezo, ki bi lahko pomagala ljudem, da se opomorejo od kognitivnih pomanjkljivosti zaradi možganskih poškodb, " je dejal glavni profesor študije Wake Forest Robert E. Hampson.
Mogoče pa je, da bi bila skušnjava nevronskih protez lahko dovolj močna, da bo nekega dne naklonjena drugačni množici - namesto tistih, ki so utrpeli možgansko kap ali poškodbo, ljudje preprosto iščejo konkurenčno prednost. Mogoče se sliši navidezno, toda v dobi "okrepljenih nevronov" zdravil in vedno večje plastične kirurgije ne vemo, kam bi koncept nevronske protetike lahko šel.
