پژوهشگران دانشگاه KAIST و دانشگاه یانسه در کره جنوبی در آزمایشی جسورانه، قابلیت کنترل یک ایمپلنت مغزی بیسیم را از فاصلهای میان دو قاره به نمایش گذاشتند. در این سناریو، فرمانها از شهر شیکاگو در آمریکا از طریق شبکه اینترنت به رایانهای در آزمایشگاه کره جنوبی ارسال شد و این رایانه دستورات را بهصورت بیسیم به ایمپلنت منتقل کرد. سرعت واکنش این سامانه خیرهکننده است؛ بهطوری که بهطور میانگین تنها ۱۰۹ میلیثانیه پس از دریافت فرمان، واکنش نشان داد.
سیستم RAPIDO؛ فراتر از یک تراشه ساده
این ایمپلنت که RAPIDO نام دارد، با ابعادی بسیار کوچک طراحی شده تا موشها بتوانند در حالی که آزادانه در محیط حرکت میکنند، آن را روی سر خود حمل کنند. این دستگاه دو قابلیت عملیاتی کلیدی را به طور همزمان یا مجزا ارائه میدهد:
- انتقال مواد شیمیایی از طریق یک کانال بسیار ریز.
- تابش نور توسط یک LED مینیاتوری برای تحریک عصبی.
پژوهشگران میتوانند هر یک از این عملکردها را بهصورت جداگانه کنترل کرده یا برای اجرای خودکار آنها برنامهریزی کنند.
کاهش تداخل انسانی در محیط آزمایش
حضور فیزیکی پژوهشگر در کنار حیوان آزمایشگاهی، اغلب باعث تغییر در رفتارهای طبیعی حیوان میشود و نتایج را تحت تأثیر قرار میدهد. فناوری RAPIDO با حذف نیاز به نزدیکی مکرر دانشمند به حیوان یا جابهجایی مداوم آنها، این خطای محیطی را به شدت کاهش میدهد. علاوه بر این، این سیستم اجازه میدهد دانشمندان در نقاط مختلف جهان، بهصورت همزمان بر یک آزمایش واحد نظارت داشته باشند و آن را مدیریت کنند.
از تحریک مرکز پاداش تا اپتوژنتیک
تیم تحقیقاتی در دو مرحله این فناوری را به بوته آزمایش گذاشتند. در مرحله نخست، آنها از راپیدو برای تزریق دوزهای مختلف کوکائین به ناحیهای از مغز موشها به نام «هسته آکومبنس» استفاده کردند. این ناحیه مستقیماً با رفتارهای مرتبط با پاداش در ارتباط است. نتایج نشان داد تغییرات حرکتی موشها دقیقاً متناسب با دوز دریافتی است و این اثرات حتی تا چهار هفته پس از کاشت ایمپلنت، پایداری خود را حفظ کرد.
در آزمایش دوم، دانشمندان از روش «اپتوژنتیک» بهره بردند. آنها با استفاده از تابش نور از طریق ایمپلنت، مسیرهای مشخصی در مغز را تحریک کردند. یافتههای این مرحله ثابت کرد که تحریک نوری دقیق، میتواند بر شکلگیری ترجیحات رفتاری موشها اثر بگذارد و مسیرهای عصبی را بازسازی کند.
