Создана технология для управления мозгом животных через интернет
Новое исследование показывает, что ученые могут дистанционно управлять мозговыми схемами множества животных одновременно и независимо друг от друга через Интернет. Ученые считают, что эта недавно разработанная технология может ускорить изучение мозга и различные нейронаучные исследования для раскрытия основных функций мозга, а также основ различных нервно-психических и неврологических расстройств.
Группа исследователей из KAIST, Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Университета Колорадо в Боулдере создала беспроводную экосистему с собственными беспроводными имплантируемыми устройствами и инфраструктурой Интернета вещей (IoT) для проведения высокопроизводительных нейронаучных экспериментов через интернет. Эта инновационная технология может позволить ученым манипулировать мозгом животных из любой точки мира. Исследование было опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering 25 ноября.
"Эта новая технология является очень универсальной и адаптивной. Она может дистанционно управлять многочисленными нейронными имплантатами и лабораторными инструментами в режиме реального времени или по расписанию без непосредственного взаимодействия с человеком", - сказал профессор Чжэ-Вун Чон из Школы электротехники KAIST и старший автор исследования. "Эти беспроводные нейронные устройства и оборудование, интегрированные с технологией IoT, имеют огромный потенциал для науки и медицины".
Для создания беспроводной экосистемы требуется только мини-компьютер, который можно приобрести по цене менее 45 долларов, который подключается к интернету и взаимодействует с беспроводными многофункциональными зондами мозга или другими видами обычного лабораторного оборудования с помощью модулей управления IoT.
Благодаря оптимальной интеграции универсальности и модульной конструкции уникального оборудования и программного обеспечения IoT в рамках единой экосистемы, эта беспроводная технология предлагает новые применения, которые ранее не были продемонстрированы ни одной отдельной технологией.
"Пока у исследователей есть доступ в Интернет, они могут запускать, настраивать, останавливать, проверять и сохранять результаты крупных экспериментов в любое время и из любой точки мира. Они могут удаленно проводить крупномасштабные эксперименты в области нейронаук на животных, размещенных в нескольких странах", - сказал один из ведущих авторов, доктор Раза Кази, исследователь из KAIST и Университета Колорадо в Боулдере. "Низкая стоимость этой системы позволяет легко внедрить ее и может способствовать дальнейшему развитию инноваций во многих лабораториях", - добавил доктор Кази.
Одним из значительных преимуществ этой нейротехнологии является возможность ее массового внедрения по всему миру благодаря минимальному аппаратному обеспечению, низкой стоимости установки, простоте использования и настраиваемой универсальности. Ученые всего мира могут быстро внедрить эту технологию в своих существующих лабораториях с минимальными бюджетными затратами для обеспечения глобального удаленного доступа, масштабируемой автоматизации экспериментов или и того, и другого, что потенциально сократит время, необходимое для решения различных нейронаучных задач, например, связанных с трудноразрешимыми неврологическими заболеваниями.
Другой старший автор исследования, профессор Джордан МакКолл из отделения анестезиологии и Центра клинической фармакологии Вашингтонского университета в Сент-Луисе, сказал, что эта технология способна изменить подход к проведению фундаментальных нейронаучных исследований:
"Одно из самых больших ограничений при попытке понять, как работает мозг млекопитающих, заключается в том, что нам приходится изучать эти функции в неестественных условиях. Эта технология еще на один шаг приближает нас к проведению важных исследований без непосредственного взаимодействия человека с испытуемыми"
Ученые считают, что эта беспроводная технология может открыть новые возможности для многих приложений, включая исследования мозга, фармацевтику и телемедицину для дистанционного лечения заболеваний мозга и других органов. Эта технология дистанционной автоматизации может стать еще более ценной, когда многие лаборатории придется закрыть, как, например, во время разгара пандемии COVID-19.
