Povezani sadržaj
- Ovi znanstvenici žele otkriti vojsku gusenica kako bi uništili kokainski usjev
Poticanjem živčane aktivnosti s elektrodama, istraživači su pojačali mentalne vještine majmuna rezusa pod utjecajem kokaina. Slika putem Wikimedia Commons / JM Garg
Tijekom prošle godine vidjeli smo izum sve sofisticiranijih protetskih udova, ušiju i očiju - ideja i izuma koji su se nekad činili tako fantastični da pripadaju carstvu znanstvene fantastike. Sada, tim znanstvenika sa Sveučilišta Wake Forest u Sjevernoj Karolini ide korak dalje, radeći na izradi proteza za najsloženiji organ svih: um.
Kao što je otkriveno u radu objavljenom danas u časopisu Journal of Neural Engineering, istraživači su stvorili način za manipuliranje neuronske aktivnosti majmuna rezusa, kako bi im pomogli u odlučivanju kada im je kognitivna sposobnost oslabljena zbog davanja kokaina. Znanstvenici kažu kako bi njihovo istraživanje jednog dana moglo dovesti do novog načina pomaganja ljudima koji su umanjili kognitivne sposobnosti za bolest ili ozljede.
Da bi uspostavili početnu osnovu za sposobnosti majmunovog odlučivanja, istraživači su ih osposobili za izvršavanje jednostavnog zadatka podudaranja na računalu. Kako su svaki od pet majmuna korištenih u studiji gledali na ekran računala, prikazan im je jedan slikovni slikovni prikaz, a zatim je zaslon prazan minutu ili dvije. Poslije se vratila originalna slika, zajedno s još jednom do sedam drugih slika.
Istodobno, položaj majmunovih ruku na šalteru ispred računala praćen je kamerom koja je otkrivala UV svjetlost, a koji je odbio od posebnog reflektora pričvršćenog na stražnju stranu majmunskih ruku. Položaj njihovih ruku, kako je otkrila kamera, digitaliziran je i ubačen u računalo, tako da su se, kad su premjestili rukama, pomicali pokazivač na ekranu računala, kao da drže miš.
Kad su se slike vratile na zaslon računala nakon praznog intervala, ako bi majmuni pomaknuli kursor preko originalne slike koju su prikazali, nagrađeni su kapljicom soka kroz gutljaj koji im se nalazio blizu usta. Tijekom nekoliko mjeseci, svaki je majmun držao zadaću i osposobljavao se dok nisu uspjeli odabrati ispravnu sliku 40 do 75 posto vremena, ovisno o broju prikazanih fotografija.
Iako su izvodili usklađivanje, istraživači su pomno nadzirali neuralne uzorke majmuna pomoću cilindra za snimanje koji su ugrađeni u predfrontalni korteks životinja, područje mozga za koje se znalo da djeluje tijekom zadataka odlučivanja. Znanstvenici su otkrili da su se isti obrasci neuronske aktivnosti pouzdano pojavili na ovom području svaki put kada su majmuni uspješno odradili zadatak, a rjeđe kada su majmuni odabrali pogrešnu sliku.
Iduće stvari postale su zanimljive: Dok su majmuni pregledavali slike i pijuckali sok, istraživači su makar svaki sebi kovali kokain. Budući da je poznato da droga remeti vrstu kontinuirane koncentracije i vještina donošenja odluka potrebnih za ispravljanje zadatka koji se podudaraju s računalom, stope uspjeha majmuna predvidivo su opale i oni su odabrali ispravnu sliku 13 posto rjeđe nego prije nego što su im uzimali kokain,
Kada su istraživači koristili elektrode koje su im prethodno implantirali u mozak majmuna - smještene na točno određenim mjestima unutar prefrontalnog korteksa koji se pouzdano pucao kad su pravilno uskladili sliku - kako bi kasnije aktivirali te neurone, ponavljajući obrasce ispaljivanja, rezultati bili su dramatični.
"Protetski uređaj je poput" okretanja prekidača "za uključivanje odluke u stvarnom vremenu", rekao je Sam Deadwyler, profesor fiziologije i farmakologije u Wake Forestu i jedan od autora studije. Pod utjecajem kokaina, proteza se obnovila i čak poboljšala u usporedbi s početnom linijom, pri čemu su majmuni odabrali ispravnu sliku 10 posto češće nego prije.
„Na temelju nalaza ove studije, nadamo se da ćemo u budućnosti razviti implantabilnu neuroprotezu koja bi mogla pomoći ljudima da se oporave od kognitivnih nedostataka uslijed moždanih ozljeda, “ rekao je profesor Wake Forest Robert E. Hampson, vodeći autor studije.
Međutim, zamislivo je da bi iskušenje neuronskih proteza moglo biti dovoljno snažno da jednog dana privuče drugačiju gomilu ljudi - umjesto onih koji su pretrpjeli moždani udar ili leziju, ljudi koji jednostavno traže konkurentsku prednost. Možda bi zvučalo nadobudno, ali u doba liječenja neuronačkanjem i sve većoj plastičnoj kirurgiji ne govori se kamo ide koncept neuronske protetike.
