大脑|33位中美科学家最新成果:用光成功改变大脑认知
来源丨量子位(ID:QbitAI)
作者丨杨净 明敏
用脑机接口控制大脑,是一种什么体验?
像是寄生虫这样?
蚕食人类的大脑,操控失去意识的躯体……好,不说了 。
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脑机接口搭起了鼠的友谊之桥
如何用脑机接口建立小老鼠之间的亲密关系呢?
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最关键的,还在于这么一个小而美的无线设备:
比拇指还小,只有半毫米厚,放置到小鼠的头骨表面,隐藏在小鼠的皮毛之下,不仔细看压根就看不出来的那种 。
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但就这样一个小玩意,其携带的LED柔性细丝探针(顶端有LED),通过一个微小的颅骨缺口向下延伸到大脑内部,进而来调节小鼠的大脑活动 。
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除了头戴式,还有背戴式 。
【大脑|33位中美科学家最新成果:用光成功改变大脑认知】
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此外,这一微型设备还利用了近场通信协议,类似于手机的电子支付技术 。
研究人员就可以电脑上实时控制LED灯 。
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正是这LED的光,搭起了小鼠之间的友谊之桥 。
这其中涉及到了光遗传技术 。
简单来说,就是通过光纤与大脑的连接,以光作为媒介刺激动物的神经元,达到控制神经活动的目的 。
研究人员通过LED四种不同颜色的光——蓝、绿、黄和红,进而控制动物四种不同的神经活动 。
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诚如开头所见,研究人员设计了一个封闭环境 。
当两只小鼠彼此靠近,研究人员就同步激活两只小鼠的神经元,主要是负责执行功能的那个区域,从而增加了他们的社交互动的频率和持续时间 。
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而刺激减少,小鼠间的互动也随之减少 。
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对了,这一无线设备,是无线充电的,这也就意味着可以长期使用 。
不止是让老鼠成为好基友
值得一提的是,这项研究是由中美合力主导完成的 。
通讯作者除了西北大学神经生物学家Yevgenia Kozorovitskiy、西北大学生物电子学先驱John A. Rogers、西北大学McCormick工程学院工程系JanMarcia Achenbach、黄永刚教授,还有大连理工大学工程力学教授解兆谦 。
论文第一作者为Yiyuan Yang、Mingzheng Wu和Abraham Vázquez Guardado 。
此外还有来自清华大学、天津大学、上海交通大学、西安交通大学、大连理工大学的学者参与其中 。
所以,科学家们花这么多的心血,难道只是为了控制老鼠的社交?
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当然不是 。
这项研究揭示了,如果老鼠的大脑之间产生了同步作用,它们的社会行为就会受到影响 。
与此同时,还有研究人员发现在人类大脑和蝙蝠大脑中,由于社交互动产生的脑神经同步作用,和个体之间的关系有一定关联 。
也就是说,不止老鼠的大脑,人类、其他啮齿动物中,也有这样的现象存在 。
这对我们研究复杂的社会现象,能够起到一定的作用 。
甚至可以为研究自闭症提供有价值的依据 。
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