211service.com
ETH pētnieki izstrādā domu kontrolētu ģenētisko saskarni
Pēdējā laikā esam redzējuši daudz interesantu eksperimentu ar EEG. Pētnieki ir izmantojuši šos smadzeņu signālus, lai lidot ar rotaļlietu helikopteru , veidot žurkas aste raustījās , darbināt planšetdatoru un likt paraplegiķim, kurš valkā eksoskeletu, spert bumbu Pasaules kausa izcīņā (skatiet Pasaules kausa prāta kontroles demonstrācijas termiņus, kritiķi).
Tagad Marks Folčers, Martins Fussenegers un kolēģi no ETH Cīrihes Šveicē ir gājuši soli tālāk. Viņi izmantoja EEG, lai sniegtu brīvprātīgajiem cilvēkiem tiešu smadzeņu kontroli pār dzīvo šūnu darbību, tehnoloģiju, ko viņi sauc par pasaulē pirmo prāta ģenētisko saskarni.
Izmantojot izstrādāto saskarni, ETH komanda parādīja, ka brīvprātīgais cilvēks, kurš valkā EEG vāciņu, var izmantot savas domas, lai izraisītu noteikta proteīna, ko sauc par SEAP, ražošanu cilvēka nieru šūnās, kas aug Petri trauciņā. Viņš varēja arī ieslēgt to šūnu piegādi, kas tika implantētas laboratorijas peles zem ādas.
Pētījums ir interesants, jo parāda, kā futūristiski smadzeņu implanti varētu darboties, šonedēļ raksta Folčers un uzņēmums Dabas sakari . Šādas ierīces, pēc ETH autoru domām, varētu sajust cilvēka sāpju sajūtu (vai varbūt tuvojošos epilepsijas lēkmi) un pēc tam automātiski iedarbināt smadzeņu šūnas, lai izsūknētu noderīgu biotehnoloģiju medikamentu.
Lai izveidotu savu saskarni, ETH komanda apvienoja trīs tehnoloģijas, no kurām katra ir aizraujoša pati par sevi: smadzeņu un datora saskarnes, sintētiskā bioloģija un optoģenētika.
Pirmkārt, viņi izstrādāja nieru šūnas ar baktēriju DNS, izveidojot to, ko sintētiskajiem biologiem patīk saukt par ģenētisko slēdzi - gēnu sēriju, kas kopā darbojas, lai ieslēgtu noteikta proteīna, šajā gadījumā SEAP, ražošanu.
Lai aktivizētu šo slēdzi ieslēgtā pozīcijā, ETH grupa izmantoja optoģenētiku, pievienojot gēnu no purpursarkanās baktērijas Rhodobacter sphaeroides, kas rada gaismas jutīgu molekulu. Tagad, kad viņi izmantoja LED gaismu, lai apgaismotu tuvās infrasarkanās gaismas starus uz šūnām, slēdzis pagriezās, un viņi nekavējoties sāka veidot SEAP.
Tik tālu, labi. Taču, lai pabeigtu savu kibernētisko triku, zinātnieki lika brīvprātīgajiem uzvilkt EEG vāciņus — tas ir ar elektrodu pārklāts audums, kas uztver elektriskos viļņus no smadzenēm. Šos viļņus cilvēks var aptuveni kontrolēt, ja tie koncentrējas. Pati par sevi EEG nav nekas jauns. šeit ir video Bītlu Džons Lenons izmantoja EEG, lai kontrolētu mūzikas instrumentu 1970. gados.
Taču ETH komanda vēlējās būt pirmā, kas cilvēka domas pārvērš elektriskos impulsos, pēc tam gaismā un visbeidzot proteīnos. Viņi to izdarīja, liekot brīvprātīgajiem izmantot savus smadzeņu viļņus, lai ieslēgtu LED gaismu, tādējādi rosinot šūnas ražot SEAP proteīnu. Rezumējot, sakiet Folčers un uzņēmums, mēs izstrādājām prāta ģenētisko saskarni, kas izmanto smadzeņu viļņus, lai attālināti vadītu mērķa gēnu transkripciju bezvadu režīmā.
Jūs varētu jautāt, kāda ir jēga. Viena atbilde ir tāda, ka daudzus zinātniekus šobrīd interesē nākamās paaudzes smadzeņu implanti. Viņi cer uzlabot dziļo smadzeņu stimulāciju - medicīnas tehnoloģiju, ko plaši izmanto, lai apturētu Parkinsona slimības trīci. Šie smadzeņu implanti aptur trīci, izmantojot vadu, kas novietots smadzeņu reģionā, ko sauc par talāmu. Pacients to ieslēdz un saņem diezgan spēcīgu elektrības strāvu, kas nekavējoties liek trīcei beigties. Tā ir tehnoloģija, kas dara brīnumus, lai gan neviens nav pārliecināts, kā tā darbojas.
Darbs pie rītdienas implantiem jau ir sācies, un tie var darboties tieši tā, kā to paredz ETH komanda. Piemēram, Michael J. Fox Foundation for Parksinson's Research ir apmaksājis pētījumus par to, kā aizstāt elektrodus dziļo smadzeņu stimulatoros ar optisko šķiedru. Elektrisko triecienu vietā tas raidītu gaismas impulsus, lai kontrolētu neironus, kas Parkinsona slimības gadījumā nedarbojas pareizi.
Tikpat svarīga nākamās paaudzes implantiem ir ideja par tiešu smadzeņu kontroli. Tā vietā, lai pacientam būtu manuāli jāieslēdz ierīce, tā sauktā atvērtās cilpas sistēma, mērķis ir aizvērt cilpu ar implantu, kas var nolasīt smadzeņu signālus un zināt, kad sākas trīce. Tādā veidā implants automātiski reaģētu, kad būs nepieciešama ārstēšana.
Tas nozīmē, ka ETH komandas trakais prāta-DNS interfeiss galu galā nav tik traks.