Dlaczego? Bo jeden z członków zespołu badawczego znajdował się w Chicago i wysyłał przez internet polecenia do bezprzewodowego implantu wszczepionego szczurowi w laboratorium w koreańskim Daejeon. Dzieląca oba miejsca odległość wynosiła około 10 500 kilometrów.
Za doniesieniami w tej sprawie stoją przedstawiciele KAIST i Uniwersytetu Yonsei. Opracowany przez nich system nazywa się RAPIDO i ma formę niewielkiego, bezprzewodowego implantu przeznaczonego przede wszystkim do prowadzenia długotrwałych eksperymentów dotyczących funkcjonowania mózgu. Wyniki badań w tej sprawie trafiły na łamy Science Advances.
Czytaj też: Czy tak będziemy ograniczać cukier? Smakuje słodko, ale organizm reaguje inaczej
Sposób działania systemu jest stosunkowo prosty. Polecenie wysłane przez naukowca w Stanach Zjednoczonych trafia przez internet do komputera znajdującego się w koreańskim laboratorium. Następnie komputer przekazuje je bezprzewodowo do implantu umieszczonego w mózgu zwierzęcia. Średni czas reakcji wynosił około 109 milisekund. Oznacza to, że mimo ogromnej odległości urządzenie mogło reagować niemal w czasie rzeczywistym.
RAPIDO nie służy jednak wyłącznie do odbierania zdalnych poleceń. Implant łączy dwie funkcje, które mogą przydać się w badaniach neurologicznych. Pierwsza pozwala na podawanie substancji bezpośrednio do określonego obszaru mózgu za pomocą niewielkiego kanału. Druga wykorzystuje miniaturową diodę LED do stymulacji światłem. Obie funkcje mogą być kontrolowane niezależnie, programowane z wyprzedzeniem i uruchamiane bezprzewodowo.
Jedną z najważniejszych cech tego urządzenia jest możliwość wielokrotnego uzupełniania znajdującego się w nim zbiornika. Dzięki temu nie ma potrzeby przeprowadzania kolejnej operacji za każdym razem, gdy konieczne jest podanie kolejnej dawki substancji. Implant może pozostawać w organizmie przez dłuższy czas, a zwierzę może swobodnie się poruszać. Ma to znaczenie podczas eksperymentów, ponieważ obecność człowieka lub częste manipulowanie przy zwierzęciu może wpływać na jego zachowanie.
Naukowcy sprawdzili działanie systemu w eksperymentach prowadzonych na szczurach. W jednym z nich implant dostarczał różne dawki kokainy bezpośrednio do jądra półleżącego, czyli obszaru mózgu związanego między innymi z zachowaniami związanymi z nagrodą. Różne dawki powodowały odpowiednie zmiany w aktywności ruchowej zwierząt. Efekty udało się powtórzyć również dwa, trzy i cztery tygodnie po wszczepieniu urządzenia.
Czytaj też:Badania ujawniły klucz do satysfakcji z życia. To zaskakujący aspekt
W drugim eksperymencie jego autorzy postanowili sprawdzić możliwości stymulacji światłem. Zastosowali optogenetykę, a więc metodę pozwalającą kontrolować aktywność określonych komórek nerwowych za pomocą światła. Wyniki pokazały, iż odpowiednia stymulacja mogła wpływać na proces uczenia się przez szczury preferencji związanej z miejscem kojarzonym z działaniem kokainy. Naukowcy podkreślają jednak, że nie oznacza to opracowania metody leczenia uzależnienia. Eksperymenty odbywały się na szczurach i miały one charakter demonstracji możliwości technologii. Samo zmniejszenie wyuczonej preferencji miejsca nie jest równoznaczne z leczeniem istniejącego uzależnienia.
Najważniejszym osiągnięciem badania jest natomiast pokazanie, że implant mózgowy może być częścią systemu sterowanego przez internet z odległości tysięcy kilometrów. Takie rozwiązanie powinno w przyszłości ułatwić prowadzenie badań przez zespoły znajdujące się w różnych częściach świata. Zdalne sterowanie może również ograniczyć wpływ obecności eksperymentatora na zachowanie zwierząt.
Źródło: Science Advances