Магнитные поля контролируют мозговые клетки мышей

Проецируемое световое изображение

Проецируемое световое изображение показывает ячейки (зеленым), которые включаются дистанционно с использованием магнитных полей. Клетки мозга были расположены в полосатом теле, области мозга мыши, которая, как известно, опосредовала движение.

Используя магнитные поля, ученые могут активировать определенные клетки мозга у мышей и заставлять их работать, вращаться и замораживаться, показывают новые исследования.

Это может помочь ученым точно определить, какие клетки животные используют для определенных видов поведения, что в свою очередь помогает ученым точно определить, какие области мозга вовлечены в те же самые поведенческие действия у людей, — сказал Арнд Пралле, биофизик из Университета Буффало в Нью-Йорке Йорк.

Основная цель — разработать инструменты, которые помогут ученым изучать мозги лабораторных животных, чтобы понять, как они кодируют эмоции и поведение, — сказал Пралле. «Мы можем многое перевести на человеческие мозги», — добавил он.

Контроль мозга

Ученые использовали имплантированные электроды для управления движением и мыслями обезьян, в то время как другие имеют генно-инженерные схемы мозга, которые включаются с помощью луча лазерного излучения. Имплантаты мозга даже позволили одной обезьяне контролировать движения другой. Однако эти методы включают либо имплантацию электродов в мозг, либо жесткую проводку громоздкого кабеля в мозг. Но эти процедуры могут нанести ущерб животным и, по сути, удерживать их привязанными к кабелю все врем.

Транскраниальная магнитная стимуляция, тем временем используется для лечения депрессии, которая не реагирует на лекарства, но она действует на широкую область мозга и не ориентирована на конкретные сети. Однако ученые все еще не совсем понимают, почему это работает.

В этом исследовании Пралле и его коллеги использовали магнитные поля для включения отдельных клеток мозга. Обычно магнитные поля проходят через биологическую ткань, не затрагивая ее, поэтому команде нужен способ перевода магнитной стимуляции в тепловую энергию. Для выполнения этой задачи они вводили крошечные магнитные наночастицы, которые переводили колебательные магнитные поля в тепловую энергию. Эти наночастицы затем защелкиваются на поверхности клеток мозга. Когда клетки нагреваются, чувствительные к температуре каналы на нейронах открываются, затопляя каналы положительными ионами (заряженными частицами) и заставляя нейроны стрелять. (Обычно у мышей очень мало теплочувствительных каналов в мозгу, поэтому команда генетически разработала мышей для переноса этих каналов.)

Используя этот метод, команда манипулировала определенными движениями мышей, заставляя их вращаться, бегать и даже замирать и терять контроль над их конечностями.

По словам Пралле, новый метод имеет преимущества перед другими методами манипулирования мозговой функцией у животных. Например, используемое ими магнитное поле работает в большей области мозга, что означает, что они могут одновременно нацеливаться на отдельные области мозга. Он добавил, что у приматов часто нужно активировать несколько областей мозга для выполнения определенных задач.

Техника, использующая генетическую инженерию и наночастицы, не предназначена для использования в мозгах человека и, конечно же, не для манипулирования или контроля над людьми на людях, сказал Пралле. Вместо этого, индуцирование определенных видов поведения у животных является способом определения областей мозга, ответственных за эти задачи.

Однажды понимание мозговой функции, полученной от этих животных, могло бы определить мозговые цепи, необходимые для лечения таких состояний, как депрессия у людей.

«Мы могли бы использовать разные методы для стимуляции мозга», — сказал Пралле. «Но зная, какая схема делает это, вам не нужно копаться».

Оставьте отзыв

Что «видят» слепые, приняв ЛСД?
Одно сотрясение может увеличить риск Паркинсона
Аспергер занимался эвтаназией детей при нацистах
Вылечен больной резистентной гонореей