На відстані більше 10 тисяч кілометрів. Дослідники вперше здійснили дистанційне управління імплантом у мозку лабораторного щура.

Науковці з США успішно здійснили дистанційну передачу команд мозковому імпланту, який знаходився в лабораторії в Південній Кореї. Сигнал подолав відстань у 10 596 км через інтернет, а імплант виконав отриману команду в середньому за 109 мілісекунд.

Цю інформацію повідомляє журнал Science Alert.

Науковці з KAIST та університету Йонсе створили інноваційну систему RAPIDO, призначену для проведення віддалених експериментів на мозку тварин. Цей імплант має компактні розміри, що дозволяє щурам вільно рухатися, а його функціонування можна контролювати через Інтернет.

Система оснащена двома ключовими режимами. Вона здатна безпосередньо вводити речовини в мозок через надзвичайно тонкий канал, а також випромінювати світло за допомогою компактного світлодіода. Обидві ці можливості можна активувати окремо та попередньо налаштувати.

Під час демонстрації учасники команди передавали дані з Чикаго до комп'ютера, розташованого в лабораторії Теджона. З цього комп'ютера інформація бездротово відправлялася на імплант, який було вмонтовано в мозок щура.

Цей метод може бути корисним для вивчення звичок тварин. Присутність людини в дослідницькому середовищі або активне втручання можуть спотворювати поведінку піддослідних тварин. Використання дистанційного контролю дозволяє мінімізувати цей вплив і здійснювати експерименти з участю вчених з різних куточків світу.

У рамках одного з досліджень імплант використовувався для введення різних доз кокаїну в прилегле ядро мозку гризунів. Ця область має зв'язок з поведінкою, що виникає у відповідь на винагоди. Зміна доз кокаїну призводила до відповідних змін у руховій активності щурів.

Ефект вдалося відтворити через два, три та чотири тижні після імплантації. Це свідчить про здатність пристрою багаторазово забезпечувати контрольовані дози протягом тривалого періоду без необхідності в повторних операціях.

У іншому дослідженні вчені вивчали, як можна змінювати поведінку тварин за допомогою світлових імпульсів. Для цього вони застосували оптогенетичний підхід, який дозволяє певним клітинам або нейронним мережам у мозку відповідати на світло.

Цього разу кокаїн адміністративно вводили щурам не через імплант, а безпосередньо в черевну порожнину. Це дало можливість окремо дослідити вплив світлової стимуляції.

Щури, які отримували кокаїн без додаткової стимуляції, згодом віддавали перевагу приміщенню, яке асоціювалося з наркотиком. В іншій групі світло від імпланта активувало сигнальний шлях RhoA під час формування цієї асоціації. У цих тварин такої самої переваги не сформувалося.

Як зазначив керівник дослідження, інженер з KAIST Дже-Вун Чон, ця система дозволяє здійснювати повторні та тривалі втручання в мозок тварин без необхідності постійного контакту.

При цьому, автори підкреслюють, що RAPIDO наразі не класифікується як медичний пристрій і не призначений для терапії кокаїнової залежності. Дослідження проводили на щурах, і зменшення сформованої поведінкової переваги не слід вважати лікуванням залежності.

Щоб впровадити таку технологію у людей, слід провести додаткові дослідження щодо її тривалої безпеки, надійності, біосумісності використовуваних матеріалів, механізмів доставки ліків та систем аварійного відключення. Крім того, оптогенетичні методи потребують безпечного введення генів, які реагують на світло.

В даний час RAPIDO сприймається в першу чергу як інноваційна платформа для досліджень у галузі нейронауки. Її унікальність полягає в інтеграції дистанційної доставки матеріалів, світлової стимуляції, а також можливості програмування і управління через інтернет.