Светодиоды-имплантаты управляют функциями мозга

21.04.2013

Ученые из Университета в Сент-Луисе и Университета штата Иллинойс разработали микроскопические светодиоды более тонкие, чем человеческий волос.

Эти светодиоды можно имплантировать в любой участок тела с помощью обычной тонкой медицинской иглы. Суть эксперимента в следующем: сначала генные инженеры модифицировали мышей с помощью технологии оптогенетики, то есть "научили" нейроны мозга включаться и выключаться по световому сигналу, создаваемому крошечным светодиодом. Затем поближе к этим нейронам имплантировали светодиод. Включение светодиода активирует нейроны, а выключение наоборот - дезактивирует. Таким образом можно управлять конкретными функциями мозга.

С помощью миниатюрного светодиода и оптогенетики, ученые смогли управлять системой поощрения: благодаря включению определенных нейронов, высвобождался допамин, вызывающий чувство удовлетворенности.

Исследователи полагают, что светодиодные имплантаты, которые делаются на основе печатной электроники, будут полезны и в других неврологических исследованиях. Сегодня похожие устройства уже используются для стимуляции периферических нервов, что снижает или полностью отключает болевые ощущения. Правда до сих пор приходилось использовать тонкое оптоволокно и лазерные излучатели, что ограничивало возможности оптогенетики.

Беспроводные светодиодные имплантаты обладают гораздо большей гибкостью. Более того, устройства со светодиодами нескольких цветов способны активировать и управлять одновременно несколькими нейронными цепями. Кроме того, в дополнение к светодиодам в имплантаты можно добавить и крошечные датчики, снимающие показания температуры и электрической активности в головном мозге. Новая светодиодная технология, возможно, является одним из важнейших достижений нейробиологии. Она поможет лучше понять, что происходит с мозгом в результате таких расстройств, как стресс, депрессия и тревожность. Кроме того, управление нейронными сетями может эффективно лечить эти состояния, снимать боль и страх.

Пессимистам тоже есть тема для обсуждения: столь мощный искусственный механизм поощрения может превратить в раба кого угодно, ведь сегодня чувство удовлетворения реализуется гораздо более сложными вещами, вроде отношений, покупок, бытового комфорта, карьеры, власти, творческими достижениями и т.д. В обществе "чипованных" людей такие "сложности" не нужны.

<< Назад: Микроконтроллер Toshiba TMPM372 с блоком векторных вычислений 21.04.2013

>> Вперед: Коммуникационные процессоры LSI Axxia 4500 на архитектуре ARM 20.04.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Защита шмелей от пестицидов 22.09.2024 Американские энтомологи разработали съедобный гидрогель, который способен поглощать пестициды в кишечнике шмелей, защищая их от губительных эффектов этих веществ. В ходе экспериментов шмелям давали частицы гидрогеля вместе с сахарным сиропом, что значительно увеличивало их шансы на выживание при воздействии высоких и даже летальных доз пестицидов. Эта инновация может помочь сохранить популяцию шмелей, которые играют важную роль в опылении сельскохозяйственных культур и производстве меда. Основное внимание ученые уделили неоникотиноидам, которые считаются относительно безопасными, но доказано, что они негативно влияют на здоровье шмелей. Разработанный гидрогель эффективно поглощает пестициды, такие как имидаклоприд, непосредственно в желудочно-кишечном тракте шмелей, снижая их токсическое воздействие. В лабораторных условиях гидрогель поглотил до 78% вредных пестицидов. Эксперименты с шмелями Bombus impatiens показали, что использование гидрогеля увеличивает вероятность выживания насекомых на 30% при воздействии летальных доз пестицидов. Также, шмели, получавшие гидрогель, демонстрировали более активное поведение и лучшее здоровье: они чаще взмахивали крыльями и охотнее питались. Хотя эта технология не подходит для защиты диких шмелей, она может стать важным инструментом для сохранения популяций шмелей и пчел, используемых в сельском хозяйстве для опыления и медопроизводства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025