เครื่องกระตุ้นประสาทไร้สายปรับพฤติกรรมของหนู

เครื่องกระตุ้นประสาทไร้สายปรับพฤติกรรมของหนู

การกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) โดยใช้เครื่องกระตุ้นประสาทที่ฝังไว้เป็นวิธีการรักษาที่มีแนวโน้มดีสำหรับความผิดปกติทางระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสัน อาการสั่นที่จำเป็น และโรคลมบ้าหมู แต่เครื่องกระตุ้นประสาทแบบมีสายมักมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ เช่น การติดเชื้อ ความรู้สึกไม่สบาย และความจำเป็นในการผ่าตัดเพื่อซ่อมแซมส่วนประกอบที่บอบบางและเปลี่ยนแบตเตอรี่ 

สำหรับการศึกษาก่อนคลินิก สายไฟ

จะจำกัดการเคลื่อนไหวของสัตว์และจำกัดการใช้งานที่อาจเกิดขึ้นด้วยเหตุนี้ จึงมีความจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีไร้สายที่ช่วยให้ปรับโครงสร้างสมองส่วนลึกได้อย่างแม่นยำและมีการบุกรุกน้อยที่สุด เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ ทีมงานที่โรงพยาบาล Massachusetts General HospitalและDraperกำลังตรวจสอบศักยภาพของ e-Particle ซึ่งเป็นเครื่องกระตุ้นระบบประสาทแบบไร้สายแบบใหม่“ถ้าเราเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของสมองเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมอย่างไร 

เราก็สามารถเข้าใจสมองได้ดีขึ้น และสามารถออกแบบการรักษาที่ดีขึ้นได้” Alik Widge ผู้เขียน อาวุโส อธิบาย “วิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งในการเปลี่ยนสมองคือการกระตุ้นสมอง “ความท้าทายคือ ในแบบจำลองสัตว์ เรามักจะทำสิ่งนั้นผ่านเชือกผูกหัวขนาดใหญ่ ซึ่งจำกัดสิ่งที่คุณทำได้ คุณไม่สามารถทำการทดลองเกี่ยวกับพฤติกรรมทางสังคมได้เพราะสายโยงจะพันกัน คุณไม่สามารถปล่อยให้สัตว์สำรวจโพรงและอุโมงค์อย่างที่พวกมันทำในธรรมชาติ เทคโนโลยีไร้สายที่ดีสามารถเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งได้”

การปรับพฤติกรรมe-Particle ขนาดต่ำกว่ามิลลิเมตรใช้พลังงานแบบเหนี่ยวนำและไม่ต้องใช้แบตเตอรี่หรือสายโยงที่ศีรษะ เพื่อทดสอบอุปกรณ์ นักวิจัยได้ดำเนินการตั้งค่าสถานที่ (CPP) ในหนูที่โตเต็มวัยแปดตัว พวกเขาทำการผ่าตัดฝัง e-Particle ที่ด้านหนึ่งของสมองของสัตว์แต่ละตัว โดยกำหนดเป้าหมายไปที่กลุ่มสมองส่วนหน้าตรงกลาง (MFB) ซึ่งเป็นเป้าหมายทั่วไปสำหรับการทดลองพฤติกรรม สำหรับการเปรียบเทียบ พวกเขายังฝังอิเล็กโทรด Plastics One (เครื่องกระตุ้นแบบมีสาย) ที่อีกด้านหนึ่ง

หลังจากพักฟื้นจากการผ่าตัด สัตว์ต่างๆ 

จะถูกวางลงในสนาม CPP โดยไม่มีการกระตุ้นเป็นเวลา 15 นาทีห้าครั้ง ในอีกสองวันติดต่อกัน พวกเขาได้รับการกระตุ้นเป็นเวลา 15 นาที ในระหว่างนั้นชีพจรกระตุ้นจะถูกกระตุ้นทุกครั้งที่พวกเขาเข้าสู่ควอแดรนต์ของการกระตุ้นที่เลือกในแต่ละรอบของการทดสอบ CPP หนูได้รับการสุ่มเลือกให้ได้รับการกระตุ้นแบบไร้สาย (หลายสิบไมโครแอมป์ 50 เฮิรตซ์) หรือแบบมีสาย (350 μA, 170 เฮิรตซ์) ผู้เขียนทราบว่าสัตว์เหล่านี้ยังคงถูกล่ามไว้ในระหว่างการกระตุ้น e-Particle เพื่อให้เข้ากับสภาวะ ในที่สุด นักวิจัยได้ทำการทดสอบโดยนำสัตว์ไปวางไว้ในสนาม CPP เป็นเวลา 15 นาทีโดยไม่มีการกระตุ้น

การวิเคราะห์นี้เปิดเผยว่า สำหรับกลุ่มแบบมีสาย เวลาที่ใช้ในควอแดรนต์การกระตุ้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญระหว่างช่วงการกระตุ้นครั้งแรกและครั้งที่สอง (บ่งชี้การปรับสภาพตามความชอบสถานที่ที่เข้มงวด) และช่วงการทดสอบ เมื่อเทียบกับช่วงพื้นฐาน สัตว์ในกลุ่มไร้สายยังใช้เวลามากขึ้นในจตุภาคการกระตุ้นระหว่างช่วงการกระตุ้นครั้งที่สองและช่วงการทดสอบ แต่ไม่ใช่ในช่วงการกระตุ้นครั้งแรก

ผลพฤติกรรมแผนที่ความหนาแน่นแสดงการก่อตัวของ CPP ในเซสชันต่างๆ เวลาที่ใช้ในจตุภาคกระตุ้น (สีแดง) เพิ่มขึ้นจากสีดำเป็นสีเหลืองผลลัพธ์เหล่านี้ยืนยันว่า e-Particle สามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของหนูได้ด้วยการกระตุ้น MFB การกระตุ้นแบบไร้สายใช้เวลานานกว่าเล็กน้อยเพื่อให้ได้ CPP มากกว่าการกระตุ้นด้วยสาย แต่ท้ายที่สุดแล้ว ก็ไม่ต่างกันในระดับความชอบของสถานที่ เวลาการฝึกที่ยาวนานนี้อาจเกี่ยวข้องกับแอมพลิจูดพัลส์ที่ต่ำกว่าของ e-Particle เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์แบบมีสาย

“ความท้าทายประการหนึ่งของการออกแบบเทคโนโลยีนี้ และโดยทั่วไปของระบบไร้สายที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และไม่ใช้แบตเตอรี่เหล่านี้ ก็คือระบบเหล่านี้ถูกจำกัดในการส่งมอบในปัจจุบันโดยระบบฟิสิกส์ของระบบการเก็บเกี่ยวพลังงาน” Widge อธิบาย “การแปลงฟิลด์เป็นปัจจุบันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นใน

รูปแบบเดียวกันหรือเล็กลงจะมีความสำคัญ

กิจกรรมของสมองหลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบ CPP หนูแต่ละตัวจะได้รับ e-Particle และการกระตุ้นด้วยสายเป็นเวลา 15 นาที หกสิบนาทีต่อมา สัตว์เหล่านี้ถูกสังเวยและนักวิจัยได้ทำอิมมูโนฮิสโตเคมีเพื่อวัดค่า c-fos ซึ่งเป็นเครื่องหมายของกิจกรรมของสมองเมื่อเร็วๆ นี้

ที่ด้านข้างของการปลูกฝัง e-Particle มีการแสดงออกของ c-fos ในนิวเคลียส accumbens (ซึ่งรับการฉายภาพ MFB) มากกว่าในเยื่อหุ้มสมองสั่งการ (ซึ่งไม่ได้รับ) อย่างมีนัยสำคัญ นี่แสดงให้เห็นว่า e-Particle เปิดใช้งาน MFB และการคาดการณ์ได้สำเร็จ Widge ตั้งข้อสังเกตว่าถึงแม้จะส่งกระแสไปยังพื้นที่เป้าหมายในปริมาณที่แตกต่างกัน แต่การกระตุ้นด้วยสายและไร้สายก็ส่งผลต่อการทำงานของสมองในลักษณะที่คล้ายคลึงกันมาก

รากฟันเทียม DBS ปรับให้เข้ากับสัญญาณประสาทของผู้ป่วยนักวิจัยสรุปว่า e-Particle สามารถกระตุ้นเป้าหมายเฉพาะ และการกระตุ้นนี้สามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตอนนี้พวกเขากำลังมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความสามารถในการกระตุ้นโครงสร้างประสาทในขณะที่ลดความเสียหายของเนื้อเยื่อ

“ด้วยเหตุนี้ เราได้รับทุนจากPolina Anikeevaจาก MIT ผู้พัฒนาอนุภาคระดับนาโนที่เก็บเกี่ยวพลังงานจากสนามแม่เหล็กที่ปรับความถี่ได้ในทำนองเดียวกัน” Widge กล่าวกับPhysics World “เรากำลังพิจารณาที่จะใช้เทคโนโลยีของเธอเพื่อปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการให้รางวัลคล้ายกับที่พบในการศึกษานี้”

อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่พบหลักฐานสำหรับช่วงเวลาดังกล่าว ยิ่งกว่านั้น เมื่อพวกเขาดูที่หยดละอองภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คุณลักษณะหลายอย่างที่พวกเขาสังเกตเห็นไม่สมเหตุสมผลจากมุมมองของออปติกการเลี้ยวเบนแบบเดิม ตัวอย่างเช่น หยดน้ำแต่ละหยดดูเหมือนจะสะท้อนแสงสีเฉพาะเมื่อมองจากมุมใดมุมหนึ่ง โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของหยดอื่นๆZarzar กล่าวว่าไม่สำคัญว่าหยดน้ำจะแน่นหรือเรียงแบบสุ่ม ดังนั้นจึงไม่ได้มาจากการเลี้ยวเบนของตะแกรงที่เกิดขึ้นระหว่างหยดหรืออะไรทำนองนั้น

ผลต่อต้านสัญชาตญาณอิมัลชันที่มีหยดน้ำขนาดเดียวสะท้อนสีบริสุทธิ์ที่เปลี่ยนไปตามมุมมอง หยดน้ำที่มีขนาดต่างกันจะสะท้อนแสงหลายสีในมุมใดก็ตาม อย่างไรก็ตาม ด้วยอิมัลชันดังกล่าวทำให้เกิดแสงสีขาว Zarzar กล่าวว่า “มีบางอย่างเกิดขึ้นในหยดน้ำขนาด 100 ไมครอนเพียงหยดเดียวที่ทำให้เกิดผลกระทบนี้ และไม่ใช่เรื่องง่ายที่คุณจะได้รับการรบกวนจากสิ่งที่มีขนาดใหญ่ซึ่งไม่มีระยะอยู่ภายใน

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง