Een groep onderzoekers uit Korea liet zien hoe een neuro-implantaat kan worden gebruikt om het gedrag van een muis te sturen: een dier seksuele prikkels en voedselprikkels laten negeren, de interesse in een object verliezen of juist het nastreven.
In de hersenen van elke muis werd een implantaat ingebouwd, waarvan de basis een filament van optische vezel was. Hierdoor werd licht doorgelaten onder de schedel van het knaagdier en werd een deel van de hersenen gestimuleerd dat wetenschappers eerder hadden geïsoleerd, waarbij werd geobserveerd welke groepen neuronen worden geactiveerd wanneer het dier een nieuw object bestudeert, bijvoorbeeld speelgoed.
Lichtactivering van neuronen, of optogenetica, is een populaire techniek om de functies van hersengebieden te bestuderen. Om een groep neuronen door middel van licht "aan te zetten", worden genetisch gemodificeerde dieren naar buiten gebracht, in wiens cellen lichtgevoelige receptoren - opsins - worden gesynthetiseerd. Soms worden opsins afgeleverd aan de gewenste delen van de hersenen met behulp van virale vectoren, zoals werd gedaan in dit experiment.
Onderzoekers onder leiding van ingenieur Phill-Seung Lee en bioloog Daesoo Kim gaven een stimulerend signaal en observeerden het gedrag van een muis, waarbij een stuk speelgoed op een stok in de kooi werd geplaatst. Toen het neuro-implantaat licht gaf, kon het dier zichzelf niet van het speeltje afscheuren en het achtervolgen, en zodra het implantaat werd uitgeschakeld, verloor het zijn interesse.
Vervolgens plaatsten de wetenschappers de knaagdieren in een doolhof met zeven "attracties": een draadladder, een smalle brug en een gebied met een oneffen oppervlak, evenals twee afleidingen - een rennende vrouwtje (alle muizen met implantaten waren mannetjes) en een voerbak. Bovendien maakten de onderzoekers het implantaat ingewikkelder: naast de optische vezel die het stimulerende signaal uitzendt, verscheen er een stuk speelgoed dat was gefixeerd op de manier van een 'wortel voor de snuit van een ezel' en een doos met een servo-aandrijving, die de positie van het speelgoed regelt ten opzichte van het gezicht van de muis. De servo werd bestuurd via wifi vanaf een computer.
De resultaten waren erg indrukwekkend. In de video van 02:05 kun je zien hoe de muis de route passeert en alleen de onderzoeker gehoorzaamt: het dier achtervolgt het speeltje en draait zich erachter aan wanneer de persoon het apparaat op afstand draait. Bovendien negeerden de muizen de prikkels volledig: ze renden snel langs het vrouwtje en langs het lekkers. De beschrijving van het experiment is gepubliceerd in Nature Neuroscience.
De makers van laptopgestuurde muizen, Lee en Kim, geloven dat cyborgdieren, wier gedrag door mensen kan worden gecontroleerd, een zeer belangrijk en veelbelovend onderzoeksgebied is. Cyborgs combineren de gehoorzaamheid van robots en uitstekende vaardigheden in het hele land, aanpassingsvermogen en vindingrijkheid van dieren.
Ksenia Malysheva
Promotie video: