pixabay.com

Konstanty Młynarczyk, 12 maja 2021 09:00

Programowanie emocji - naukowcy sterują myszami przez wszczepiony chip

Tweetnij Komentuj

Eksperyment udowodnił, że możliwe jest manipulowanie interakcjami społecznymi myszy. Zwierzęta przeprogramowywano w czasie rzeczywistym za pośrednictwem wszczepionych do mózgu bezprzewodowych chipów optycznych.

Grupka myszy zajmuje się swoimi sprawami w laboratoryjnym terrarium. Badają otoczenie, jedzą, czyszczą futerko. W pewnym momencie dwie z nich zbliżają się do siebie, obwąchują - są sobą widocznie zainteresowane, wchodzą w interakcję, ignorując pozostałych towarzyszy. Wygląda na to, że bardzo się ze sobą zaprzyjaźniły. Nie mija jednak wiele czasu i jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki myszy przestają się sobą interesować i odchodzą do swoich zajęć. Co się stało?

Włączanie i wyłączanie… emocji

Tak wygląda przeprowadzony na uniwersytecie Northwestern eksperyment międzynarodowego zespołu naukowców pod kierunkiem profesorów Kozorovitskiej i Robertsa, którzy badają na myszach możliwość sterowania aktywnością mózgu za pośrednictwem technologii optogenetycznej. Efekty były zdumiewające: pobudzane za pośrednictwem wszczepionych im optycznych chipów programowanych bezprzewodowo w czasie rzeczywistym pary myszy zmieniały swoje zachowanie i zaczynały wykazywać objawy więzi emocjonalnej. Wstrzymanie pobudzenia powodowało powrót do stanu poprzedniego, bez żadnych śladów wcześniejszej "przyjaźni".

- Nie sądziliśmy, że to naprawdę zadziała - powiedziała profesor Kozorovitskiy. - O ile wiem, to pierwszy przypadek bezpośredniego sprawdzenia jednej z głównych hipotez na temat synchronizacji neuronowej w zachowaniach społecznych.

W ramach eksperymentu opisanego w opublikowanym na łamach Nature Neuroscience artykule próbowano synchronicznego pobudzania pary myszy umieszczonych samotnie w terrarium, a także znajdujących się w szerszym kontekście społecznym, wśród innych zwierząt testowych. W obu przypadkach skutki były takie same: myszy, których mózgi były równocześnie stymulowane przez wszczepiony chip, zbliżały się do siebie i podejmowały przyjazne interakcje, niezależnie od tego, czy były same, czy znajdowały się w stadzie. Jak udało się to osiągnąć?

Programowanie światłem

Odpowiedzią jest optogenetyka. Zamiast próbować połączyć się z komórkami nerwowymi za pomocą przewodów i komunikować się poprzez impulsy elektryczne, w tej metodzie naukowcy zmieniają stan neuronów – komórek mózgu – za pomocą światła. Oczywiście komórki nerwowe nie są w żaden sposób czułe na światło, dlatego trzeba je przedtem odpowiednio zmodyfikować – i tu właśnie wkracza obecna w nazwie technologii genetyka.

Przed wszczepieniem im chipów optycznych, myszy zostały zmodyfikowane z wykorzystaniem genów kodujących światłoczułe białka znane jak opsyny (białka tego samego rodzaju znajdują się też w komórkach siatkówki naszego oka). Ich neurony stały się przez to wrażliwe na światło, co pozwala pobudzać je, wywołując określoną odpowiedź układu nerwowego. Mając takie narzędzie, naukowcy mogli wykorzystać je do zbadania funkcjonowania rejonu mózgu, które stanowi klucz do tego, jak my, ssaki funkcjonujemy: do kory przedczołowej.

Przyśrodkowa kora przedczołowa, czyli region mózgu znajdujący się - jak sama nazwa wskazuje - z przodu głowy, w okolicy oczodołowej, uważana jest za rodzaj centrum kontrolnego, łączącego informacje płynące z wielu innych struktur mózgu, na przykład odpowiadających za percepcję otoczenia i przesyłających zaktualizowane informacje do struktur wyjściowych. Ten region odpowiada też za tak ważne kwestie jak sterowanie naszymi zachowaniami, w tym za powstrzymywanie się od działań opartych na najprostszych emocjach. W przypadku ludzi uszkodzenie kory przedczołowej powodowało często niemożność dostosowania swojego postępowania do sytuacji. Łatwo sobie wyobrazić skutki: osoba z takim uszkodzeniem zachowywała się w sposób impulsywny, niezdolna pohamować się czy poprawnie ocenić skutki swoich działań.

Aby pobudzać poszczególne rejony kory przedczołowej u myszy z transgenicznymi, czułymi na światło neuronami, naukowcy opracowali miniaturowe urządzenie elektroniczne wszczepiane zwierzętom pod skórę głowy. Ukryty pod futrem półmilimetrowy chip przekazuje impulsy światła do mózgu przez cieńsze od włosa światłowodowe przewody wsunięte w maleńki otwór w czaszce. Całość komunikuje się z komputerem badaczy za pomocą dobrze znanej ze smartfonów i smartwatchy technologii NFC, umożliwiając naukowcom przeprogramowywanie zachowań myszy w czasie rzeczywistym. Jednocześnie całkowite uwolnienie od przewodów pozwoliło zwierzętom na swobodne poruszanie się i naturalne zachowanie.

Kiedy pora na ludzi?

Przeprowadzony przez zespół profesorów Kozorovitskiej i Robertsa eksperyment demonstruje fascynujące, niedostępne do tej pory możliwości precyzyjnego sterowania różnymi obszarami mózgu. Wykorzystanie technologii opogenetycznej pozwoli z pewnością lepiej poznać funkcjonowanie najbardziej tajemniczego, a zarazem niezwykle ważnego organu, dając nam możliwość leczenia chorób psychicznych czy naprawiania uszkodzeń prowadzących do kalectwa. Badania będą jednak odbywać się wyłącznie na zwierzętach laboratoryjnych. Nie dlatego, żeby tej metody nie dało się zastosować w przypadku ludzi, tylko dlatego, że jest ona niedozwolona prawnie, ze względu na konieczność wykorzystania zakazanej wobec ludzi inżynierii genetycznej

To dobra wiadomość. Otwarcie możliwości manipulacji ludzkimi emocjami czy przeprogramowywania nastawienia, jakie wyposażony w chip człowiek ma wobec innych czyniłoby niebezpiecznie realnymi wizje zmieniania ludzi w zdalnie sterowane cyborgi. Łatwo wyobrazić sobie praktyczne zastosowania: od zawsze jednym z największych problemów każdej armii było przełamanie naturalnego oporu żołnierzy przed zabijaniem ludzi. Do tej pory wykorzystywano do tego propagandę, strach, a czasem środki psychoaktywne – metody niezbyt skuteczne i mające wiele działań ubocznych. Optogenetyczny chip, który wyłączałby u żołnierzy empatię i skrupuły, to przerażające rozwiązanie o którym marzą dyktatorzy, zawsze potrzebujący bezwzględnych i posłusznych narzędzi swoich działań.

Czy ograniczenia prawne i etyczne okażą się wystarczające wobec pokusy uzyskania armii bezwzględnych i posłusznych żołnierzy? Pozostaje mieć nadzieję, że tak.

Masz newsa, zdjęcie lub filmik? Prześlij nam przez dziejesie.wp.pl

Źródło: tech.wp.pl

Tagi: neurobiologia sterowanie umysłem badania mózgu

Komentuj artykuł

Wybrane dla Ciebie

< Przejdź na wp.pl
Informujemy, iż w naszych serwisach internetowych korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Dalsze korzystanie z naszych serwisów, bez zmiany ustawień przeglądarki internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje Politykę prywatności .