Eine Gruppe von Forschern aus Korea zeigte, wie ein Neuroimplantat verwendet werden kann, um das Verhalten einer Maus zu kontrollieren: Lassen Sie ein Tier sexuelle und Nahrungsmittelreize ignorieren, verlieren Sie das Interesse an einem Objekt oder verfolgen Sie es umgekehrt.
In das Gehirn jeder Maus wurde ein Implantat eingebaut, dessen Basis ein Filament aus optischen Fasern war. Dadurch wurde Licht unter den Schädel des Nagetiers übertragen und stimulierte einen Teil des Gehirns, den Wissenschaftler zuvor isoliert hatten. Dabei wurde beobachtet, welche Gruppen von Neuronen aktiviert werden, wenn das Tier ein neues Objekt untersucht - beispielsweise ein Spielzeug.
Die Lichtaktivierung von Neuronen oder die Optogenetik ist eine beliebte Technik zur Untersuchung der Funktionen von Gehirnregionen. Um eine Gruppe von Neuronen mittels Licht "einzuschalten", werden genetisch veränderte Tiere herausgebracht, in deren Zellen lichtempfindliche Rezeptoren - Opsine - synthetisiert werden. Manchmal werden Opsine unter Verwendung viraler Vektoren an die gewünschten Teile des Gehirns abgegeben, wie dies in diesem Experiment durchgeführt wurde.
Forscher unter der Leitung des Ingenieurs Phill-Seung Lee und des Biologen Daesoo Kim gaben ein anregendes Signal und beobachteten das Verhalten einer Maus, bei der ein Spielzeug auf einem Stock in den Käfig gelegt wurde. Wenn das Neuroimplantat Licht gab, konnte sich das Tier nicht von dem Spielzeug losreißen und es verfolgen, und sobald das Implantat ausgeschaltet wurde, verlor es das Interesse.
Dann stellten die Wissenschaftler die Nagetiere in ein Labyrinth mit sieben "Attraktionen": einer Drahtleiter, einer schmalen Brücke und einem Bereich mit unebener Oberfläche sowie zwei Ablenkungen - einem rennenden Weibchen (alle Mäuse mit Implantaten waren Männchen) und einem Futterautomaten. Darüber hinaus machten die Forscher das Implantat komplizierter: Zusätzlich zu der optischen Faser, die das Stimulationssignal überträgt, erschienen ein Spielzeug, das wie eine "Karotte vor der Schnauze eines Esels" befestigt war, und eine Box mit einem Servoantrieb, die die Position des Spielzeugs relativ zur Schnauze der Maus steuert. Das Servo wurde über WLAN von einem Computer aus gesteuert.
Die Ergebnisse waren sehr beeindruckend. Im Video von 02:05 können Sie sehen, wie die Maus die Route passiert und nur dem Experimentator gehorcht: Das Tier jagt das Spielzeug und dreht es nach, wenn die Person das Gerät aus der Ferne dreht. Außerdem ignorierten die Mäuse die Reize völlig: Sie rannten schnell an dem Weibchen vorbei und an dem Leckerbissen vorbei. Die Beschreibung des Experiments ist in Nature Neuroscience veröffentlicht.
Die Schöpfer von Mäusen mit Laptop-Steuerung, Lee und Kim, glauben, dass Cyborg-Tiere, deren Verhalten vom Menschen kontrolliert werden kann, ein sehr wichtiges und vielversprechendes Forschungsgebiet sind. Cyborgs kombinieren den Gehorsam von Robotern mit der hervorragenden Langlauffähigkeit, Anpassungsfähigkeit und dem Einfallsreichtum von Tieren.
Ksenia Malysheva
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