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小鼠被脑部植入控制,瞬间缠绵“难分难解”

2021-05-13 15:34 前瞻网   

 

小鼠被脑部植入控制,瞬间缠绵“难分难解”

进入二十一世纪以来,脑机接口开始受到学术界的关注,成为热点研究领域,并逐渐走向商业化。

今年4月,马斯克的公司Neuralink发布了最新进展,通过在猕猴脑内植入两个脑机接口设备,成功让猕猴用大脑控制光标移动。

通过大脑完成任务只是脑机接口的基础功能之一。近日,美国西北大学的研究团队通过向小鼠大脑植入设备,成功对小鼠的社交行为进行了“操纵”。

设备只有0.5毫米厚,被植入到小鼠的头骨和皮毛中间,通过一个顶端带有LED的柔软丝状探针伸入颅骨当中,连接大脑。

这一设备通过智能手机中用于电子支付的相同的近场通信协议,让研究人员得以通过电脑对LED进行无线操控。

小鼠被脑部植入控制,瞬间缠绵“难分难解”

当被植入设备的两只小鼠放置在一个封闭的环境当中后,研究人员通过光束以无线的方式将两只小鼠的脑中设备在同一个频率下进行了同步激活,从而激活了小鼠大脑中的与高阶执行功能有关的大脑区域的一组神经元。

设备激活后,通过西北大学公布的实验视频可以看到,两只小鼠马上像磁铁一般贴在了一起,不断地发生肢体接触,显得十分亲密。一只移动了之后,另一只也会快速跟上去,继续交流。

小鼠被脑部植入控制,瞬间缠绵“难分难解”

实验视频截图,两盏灯来自于小鼠脑部设备

当研究团队对两个设备的激活频率进行了改变之后,两只小鼠在3秒钟之内就分开了,各忙各的。偶尔碰面也只是交流几秒就迅速分开。

在小组环境中,研究人员可以使任意选择的一对小鼠发生比其他小鼠更多的互动。

设计这项实验的西北神经生物学家叶夫根尼亚·科佐罗维茨基(Yevgenia Kozorovitskiy)说:“我们实际上没有想到这能起作用。据我们所知,这是对长期以来关于社会行为中神经同步性的一个主要假设的首次直接评估。”

领导该技术发展的西北生物电子学先驱约翰·罗杰斯说:“这篇论文代表了我们第一次能够实现光遗传学的无线、无电池植入,在特定环境中同时对多个设备进行完全独立的数字控制。”

在此之前,科学家需要借助有线的脑机接口来对动物的社交行为进行观察,但动物之间的接线要么缠绕在一起、要么在活动中断开,导致实验无法进行。

这项大脑植入技术能够让科学家研究这些群体中个体之间的纽带是如何形成和断裂的,并研究社会等级制度是如何从这些互动中产生的。

科学家们希望,这项首创性的研究有朝一日可以针对负责视觉和运动的人类神经元,治愈人类的失明或瘫痪。

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责任编辑: 3976DBC

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