Поведением животных научились управлять с помощью света

Группа специалистов из Стэнфордского университета во главе с профессором Адой Пун разработала электронно-оптический мозговой имплант, который после установки в мозг крысы способен при помощи световых волн заставлять грызунов выполнять различные команды.

В ходе серии опытов животные с электронно-оптическим имплантом совершали абсолютно обычные действия, но после срабатывания выключателя грызун начал бегать по кругу. Именно такая модель поведения и была заложена в программу импланта. После выключения животное вернулось к своему нормальному поведению. Как говорит сама автор исследования, Ада Пун,

«Электронно-оптический имплант управляется и снабжается энергией при помощи беспроводных технологий, работающих в радиочастотном диапазоне. Симбиоз имплантированного хирургическим путем электронно-оптического импланта и нейронов нервных тканей, которые обрели функции чувствительности к свету, стал возможен путем их модификаций на генном уровне».

Данное направление науки относится к оптогенетике — науке, которая позволяет создать нейронное возбуждение путем генной модификации клеток. Ранее подобные опыты проводились, но беспроводные технологии в таких имплантах используются впервые. Устройства старого типа содержали кучу проводов и достаточно массивные аккумуляторы, что сковывало движения животных.

В качестве одной из частей устройства выступает светодиод. Помимо него, в состав входит также колебательный контур, настроенный на определенную частоту. Генератор радиочастотных колебаний может быть настроен для создания одной или нескольких частот одновременно, что дает возможность «взять под контроль» как отдельно взятую особь, так и всю группу животных в целом.

Имеется у технологии и свое «ноу-хау». Основным элементом, при помощи которого изготовили имплант, выступает материал, выделенный из одного из видов простейших морских водорослей, которые способны передвигаться в направлении на источник света. Сами по себе эти водоросли имеют на поверхности клеточной мембраны молекулы светочувствительного белка. Когда на них падает свет, в клеточной мембране открывается ионный канал, что приводит к изменениям электрического потенциала внутри клетки и движению.