Истражувачите од Центарот за наномедицина во рамките на Институтот за основни науки (IBS) и Универзитетот Јонсеи од Јужна Кореја открија револуционерна технологија која може да манипулира со одредени региони на мозокот користејќи магнетни полиња, потенцијално отклучувајќи ги тајните на мозочните функции од високо ниво, како што се когнитивноста, емоциите и мотивацијата. Тимот ја разви првата во свет технологија Nano-MIND (Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics), која овозможува безжична, далечинска и прецизна модулација на специфични длабоки мозочни нервни кола со употреба на магнетизам.
Човечкиот мозок содржи над 100 милијарди неврони кои се меѓусебно поврзани во сложена мрежа. Контролирањето на нервните кола е од клучно значење за разбирање на повисоките функции на мозокот какви што се спознанието (когнитивноста), емоциите и социјалното однесување, како и за идентификување на причините за различни мозочни нарушувања. Новата технологија за контрола на функциите на мозокот, исто така, има импликации за унапредување на интерфејсите од тип мозок-компјутер, какви што развива Neuralink, а кои имаат за цел да овозможат контрола на надворешни уреди со мисла.
Иако магнетните полиња веќе подолго време се користат за креирање на медицински снимки (магнетна резонанца) поради нивната безбедност и способност да навлезат во биолошкото ткиво, прецизното контролирање на мозочните кола со магнетни полиња претставуваше значаен предизвик за научниците.
Истражувачите од IBS успешно ја развија магнетогенетската технологија Nano-MIND, која овозможува безжична и далечинска контрола на одредени мозочни региони со цел модулирање на сложените мозочни функции какви што се емоциите, социјалното однесување и мотивацијата кај животните. Оваа напредна технологија користи магнетни полиња и магнетизирани наночестички за селективно да ги активира целните мозочни кола. Клучната иновација лежи во селективното изразување на нано-магнеторецепторите во специфични невронски типови и мозочни кола и нивно активирање со ротирачки магнетни полиња во прецизни моменти, овозможувајќи просторно-временска контрола на нервната активност.
Најнапред, Nano-MIND технологијата ги покажа свите можности со селективно активирање на инхибиторните ГАБА рецептори во медијалната преоптичка област (MPOA), одговорна за мајчинско однесување. Активирањето на овие неврони кај женски глувци без пород значително го зголемило негувателното однесување, на пример, со носење младенчиња во нивното гнездо, слично како што тоа го прават глувчиците-мајки.
Потоа, технологијата била искористена за регулирање на однесувањето при хранење преку таргетирање на колата за мотивација во страничниот хипоталамус. Активирањето на инхибиторните неврони во овие области кај глувците резултирало со 100% зголемување на апетитот и однесување како при хранење. Наспроти ова, активирањето на невроните за побуда довело до намалување на апетитот и однесувањето како при јадење за повеќе од 50%.
Овие резултати покажуваат дека nano-MIND технологијата може селективно да ги активира посакуваните мозочни кола за двонасочно модулирање на повисоките мозочни функции, отворајќи пат за напредок во невронауката и за потенцијални терапевтски апликации.
Студија е објавена на почетокот од овој месец во Nature Nanotechnology