Nano-MIND technológia az agyi áramkörök vezeték nélküli vezérléséhez, amely képes modulálni az érzelmeket, a társas viselkedést és az étvágyat
A dél-koreai Yonsei Egyetem és az Institute for Basic Science (IBS) Nanomedicina Központjának kutatói egy áttörést jelentő technológiát mutattak be, amely mágneses mezők segítségével képes manipulálni az agy bizonyos területeit, feltárva ezzel olyan magas szintű agyi funkciók titkait, mint a kogníció, az érzelmek és a motiváció. A csapat kifejlesztette a világ első Nano-MIND (Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics) technológiáját, amely lehetővé teszi bizonyos mélyagyi idegi áramkörök vezeték nélküli, távoli és precíz modulációját mágnesesség segítségével.
Az emberi agy több mint 100 milliárd neuront tartalmaz, amelyek egy komplex hálózatban kapcsolódnak egymáshoz. Az idegi áramkörök szabályozása kulcsfontosságú a magasabb szintű agyi funkciók, például a kogníció, az érzelmek és a társas viselkedés megértéséhez, valamint a különféle agyi rendellenességek okainak azonosításához. Az agyi funkciók szabályozására szolgáló új technológiáknak következményei vannak az agy-számítógép interfészek (BCI-k) fejlesztésére is, mint például a Neuralink által fejlesztettek, amelyek célja a külső eszközök puszta gondolattal történő vezérlésének lehetővé tétele.
Míg a mágneses mezőket régóta használják az orvosi képalkotásban biztonságosságuk és a biológiai szövetekbe való behatolás képességük miatt, az agyi áramkörök mágneses mezőkkel történő pontos szabályozása jelentős kihívást jelent a tudósok számára.
Az IBS kutatói sikeresen kifejlesztettek egy élvonalbeli magnetogenetikai technológiát, a Nano-MIND-et, amely lehetővé teszi bizonyos agyterületek vezeték nélküli és távvezérlését, hogy összetett agyi funkciókat, például érzelmeket, társas viselkedést és motivációt moduláljanak állatoknál. Ez a fejlett technológia mágneses mezőket és mágnesezett nanorészecskéket használ fel a célzott agyi áramkörök szelektív aktiválására. A legfontosabb innováció a nano-magnetoreceptorok szelektív expressziójában rejlik bizonyos neuronális típusokban és agyi áramkörökben, és forgó mágneses mezőkkel történő aktiválásában precíz pillanatokban, lehetővé téve az idegi aktivitás térbeli és időbeli szabályozását.
A Nano-MIND technológia először is bizonyította képességét azáltal, hogy szelektíven aktiválja a gátló GABA-receptorokat a mediális preoptikus területen (MPOA), amely az anyai viselkedésért felelős. Ezen neuronok aktiválódása a nem anyai nőstény egerekben jelentősen fokozta a gondoskodó viselkedést, például a kölykök fészkükbe vitelét, hasonlóan az anyai egerekhez.
Ezenkívül a technológiát a laterális hipotalamusz motivációs áramköreinek megcélzásával a táplálkozási viselkedés szabályozására is alkalmazták. Az ezeken a területeken található gátló neuronok aktiválása az étvágy és a táplálkozási viselkedés 100%-os növekedését eredményezte egerekben. Ezzel szemben a serkentő neuronok aktiválása az étvágy és a táplálkozási viselkedés több mint 50%-os csökkenéséhez vezetett.
Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a nano-MIND technológia szelektíven aktiválhatja a kívánt agyi áramköröket a magasabb szintű agyi funkciók kétirányú modulálásához, megnyitva az utat az idegtudomány fejlődése és a potenciális terápiás alkalmazások előtt.
A Nanomedicinális Központ igazgatója, CHEON Jinwoo kijelentette: „Ez a világ első olyan technológiája, amely mágneses mezők segítségével szabadon szabályozhat bizonyos agyterületeket. Arra számítunk, hogy széles körben alkalmazzák majd az agyfunkciók megértését célzó kutatásokban, a kifinomult mesterséges neurális hálózatokban, a kétirányú BCI-technológiákban és a neurológiai rendellenességek új kezelési módjaiban.”
Tovább a cikkre: eurekalert.com és theengineer.co.uk
