Související obsah
- Tito vědci chtějí uvolnit armádu housenek, aby zničili kokainové plodiny
Stimulací nervové aktivity elektrodami vědci pod vlivem kokainu posílili mentální dovednosti opic rhesus. Obrázek přes Wikimedia Commons / JM Garg
V uplynulém roce jsme viděli vynález stále sofistikovanějších protetických končetin, uší a očí - myšlenky a vynálezy, které se kdysi zdály tak fantastické, že patří do říše sci-fi. Tým vědců z Wake Forest University v Severní Karolíně nyní jde o krok dále a pracuje na vývoji protézy pro nejsložitější orgán ze všech: mysli.
Jak bylo odhaleno v příspěvku zveřejněném dnes v časopise Journal of Neural Engineering, vědci vytvořili způsob, jak manipulovat s nervovou aktivitou opic rhesus, aby jim pomohli s rozhodováním, když jejich kognitivní schopnosti byly narušeny v důsledku podávání kokainu. Vědci tvrdí, že jejich výzkum může jednoho dne vést k novému způsobu pomoci lidem, kteří mají sníženou kognitivní schopnost na nemoc nebo zranění.
Aby vytvořili základní linii pro rozhodovací schopnosti opic, vědci je vyškolili, aby na počítači prováděli jednoduchý úkol. Když se každá z pěti opic použitých ve studii dívala na obrazovku počítače, zobrazil se jim jediný klipartový obrázek, pak se obrazovka na minutu nebo dvě zhasla. Poté se vrátil původní obrázek a jeden až sedm dalších obrázků.
Současně byla poloha opicích paží na pracovní desce před počítačem sledována pomocí kamery, která detekovala UV záření, které se odrazilo od speciálního reflektoru připevněného k zadní části rukou opic. Poloha jejich rukou byla detekována kamerou, byla digitalizována a přiváděna do počítače, takže když pohybovali rukama, pohyboval se kurzor na obrazovce počítače, jako by drželi myš.
Když se obrazy vrátily na obrazovku počítače po prázdném intervalu, pokud opice pohybovaly kurzorem nad původním obrázkem, který byl zobrazen, byly odměněny kapkou šťávy pomocí sipperu umístěného poblíž jejich úst. V průběhu několika měsíců se každá opice dostala za úkol a trénovala, dokud nebyla schopna vybrat správný obrázek 40 až 75 procent času, v závislosti na počtu zobrazených fotografií.
Zatímco dělali párování, vědci pozorně sledovali nervové vzorce opic pomocí záznamových válců, které byly implantovány do prefrontální kůry zvířat, což je oblast mozku, o které je známo, že je aktivní při rozhodovacích úkolech. Vědci zjistili, že stejné vzorce nervové aktivity se v této oblasti spolehlivě vyskytují vždy, když opice úspěšně splní úkol, a méně často, když opice vybraly špatný obrázek.
Další věci se staly zajímavými: Když se opice podívaly na obrázky a usrkávaly šťávu, vědci tajně vstříkli každý do kokainu. Protože je známo, že tato droga narušuje druh pokračujících koncentrací a rozhodovacích dovedností nezbytných k tomu, aby se počítač správně přizpůsobil úkolu, úspěšnost opic se předvídatelně zmenšila a správný obraz vybrali o 13 procent méně často než dříve, než jim byl podán kokain. .
Když vědci použili elektrody, které dříve implantovali do mozků opic - umístěných na přesných místech uvnitř prefrontální kůry, která spolehlivě střílela, když správně odpovídala obrazu - aby později tyto neurony spustily, replikují vypalovací vzorce, výsledky byly dramatické.
"Protetické zařízení je jako" přepínání přepínačů ", aby se zapnulo rozhodnutí v reálném čase, " řekl Sam Deadwyler, profesor fyziologie a farmakologie ve Wake Forest a jeden z autorů studie. Pod vlivem kokainu se protéza obnovila a dokonce zlepšila ve srovnání se základní hodnotou, přičemž opice si vybraly správný obraz o 10 procent častěji než dříve.
"Na základě zjištění této studie doufáme, že v budoucnu vyvine implantovatelnou neuroprotézu, která by lidem mohla pomoci zotavit se z kognitivních nedostatků způsobených poraněním mozku, " uvedl profesor Wake Forest Robert E. Hampson, hlavní autor studie.
Lze si však představit, že pokušení nervových protéz by mohlo být dostatečně silné, aby se jednoho dne mohlo odvolat k jinému davu - místo těch, kteří utrpěli mrtvici nebo lézi, lidé prostě hledají konkurenční výhodu. Může to znít velmi přitažlivě, ale ve věku „neuroenhančních“ drog a stále se zvyšující plastické chirurgie se nedá říci, kam by mohl jít koncept neurální protetiky.
