Relateret indhold
- Disse videnskabsfolk vil frigive en hær af larver for at ødelægge kokainafgrøder
Ved at stimulere neurale aktiviteter med elektroder øgede forskerne de mentale færdigheder hos rhesus-aber under påvirkning af kokain. Billede via Wikimedia Commons / JM Garg
I løbet af det seneste år har vi set opfindelsen af stadig mere sofistikerede protetiske lemmer, ører og øjne - ideer og opfindelser, der engang syntes så fantasifulde at høre til science fiction-området. Nu går et team af forskere ved Wake Forest University i North Carolina et skridt videre og arbejder på at udvikle en protese til det mest komplekse organ af alle: sindet.
Som afsløret i et papir, der blev offentliggjort i dag i Journal of Neural Engineering, skabte forskerne en måde at manipulere rhesus-abernes neurale aktivitet for at hjælpe dem med at tage beslutningstagning, når deres kognitive evner blev forringet på grund af administration af kokain. Forskerne siger, at deres forskning en dag kunne føre til en ny måde at hjælpe mennesker, der har nedsat den kognitive evne til sygdom eller skade.
For at etablere en basislinje for abernes beslutningsevner uddannede forskerne dem til at udføre en simpel matchende opgave på en computer. Da hver af de fem aber, der blev brugt i undersøgelsen, så på en computerskærm, blev de vist et enkelt clip-art-billede, hvorefter skærmen blev blank i et minut eller to. Bagefter kom det originale billede tilbage sammen med et til syv andre billeder.
På samme tid blev placeringen af abernes arme på bordpladen foran computeren sporet via et kamera, der detekterede UV-lys, der sprang ud af en speciel reflektor, der var fastgjort på bagsiden af abernes hænder. Placeringen af deres hænder, som det blev registreret af kameraet, blev digitaliseret og ført ind i computeren, så når de flyttede deres hænder, flyttede en markør på computerskærmen sig, som om de holdt en mus.
Da billederne kom tilbage på computerskærmen efter det tomme interval, hvis aberne flyttede markøren over det originale billede, de var blevet vist, blev de belønnet med en dråbe juice via en sipper placeret i nærheden af deres mund. I løbet af flere måneder fik hver abe fat på opgaven og trænes, indtil de var i stand til at vælge det rigtige billede 40 til 75 procent af tiden, afhængigt af antallet af viste fotos.
Mens de lavede matchningen, overvågede forskerne dog nøje abernes neurale mønstre med optagecylindre, der var blevet implanteret i dyrenes præfrontale cortex, et område af hjernen, der vides at være aktiv under beslutningstagningsopgaver. Forskerne opdagede, at de samme neurale aktivitetsmønstre forekom pålideligt i dette område, hver gang aberne med succes afsluttede opgaven og sjældnere, når aberne valgte det forkerte billede.
Derefter blev tingene spændende: Da aberne kiggede på billederne og sippede juice, sprøjtede forskerne hver for sig kokain. Fordi lægemidlet vides at forstyrre den form for fortsat koncentration og beslutningstagning, der er nødvendig for at få computeren til at matche opgaven korrekt, falder abernes succesrate forudsigeligt, og de valgte det korrekte billede 13 procent mindre hyppigt end før de fik administreret kokain .
Da forskerne brugte elektroderne, som de tidligere havde implanteret i abernes hjerner - placeret i de præcise placeringer inde i den prærontale cortex, som havde affyret pålideligt, når de korrekt matchede billedet - for senere at udløse disse neuroner, replikere fyringsmønstrene, blev resultaterne var dramatiske.
”Proteseindretningen er som at” vende en switch ”for at tænde for en beslutning i realtid, ” sagde Sam Deadwyler, professor i fysiologi og farmakologi ved Wake Forest og en af studiens forfattere. Under indflydelse af kokain genoprettede protesen og forbedredes endda sammenlignet med basislinjen, hvor aberne valgte det korrekte billede 10 procent oftere end før.
”Baseret på resultaterne af denne undersøgelse håber vi fremover at udvikle en implanterbar neuroprotese, der kan hjælpe folk med at komme sig efter kognitive mangler på grund af hjerneskader, ” sagde Wake Forest-professor Robert E. Hampson, hovedforfatteren af undersøgelsen.
Man kan dog forestille sig, at fristelsen fra en neurale proteser kunne være stærk nok til en dag at appellere til en anden skare - i stedet for dem, der har fået et slagtilfælde eller læsion, var folk bare på udkig efter en konkurrencefordel. Det lyder muligvis langsigtet, men i en tid med ”neuroenhancing” -medicin og stadigt stigende plastisk kirurgi fortæller man ikke, hvor begrebet neurale protetik måske går hen.
