Forscher des Institute for Basic Science (IBS) in Südkorea haben eine bahnbrechende Methode entwickelt, um die Gehirne von Mäusen zu kontrollieren. Sie setzen dabei auf nanopartikelaktivierte "Schalter", die mit einem externen Magnetfeld gesteuert werden.
Das System, genannt Nano-MIND (Magnetogenetic Interface for NeuroDynamics), ermöglicht die gezielte Aktivierung neuronaler Schaltkreise in bestimmten Hirnregionen.
Frühere Versuche zur Gedankenkontrolle bei Tieren basierten oft auf invasiven Operationen und sperrigen externen Geräten, die die Bewegungsfreiheit der Tiere einschränkten, berichtet Science Alert.
"Dies ist die weltweit erste Technologie, die es ermöglicht, spezifische Hirnregionen mithilfe von Magnetfeldern frei zu steuern", erklärte Jinwoo Cheon, Direktor des IBS Center for Nanomedicine und Hauptautor einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht wurde.
"Wir erwarten, dass diese Technologie weitreichend in der Forschung eingesetzt wird, um Gehirnfunktionen zu verstehen, komplexe künstliche neuronale Netzwerke zu entwickeln, bidirektionale Gehirn-Computer-Schnittstellen zu ermöglichen und neue Behandlungen für neurologische Störungen zu finden", fügte er hinzu.
In ihren Experimenten aktivierten die Forscher hemmende Neuronen in spezifischen Hirnregionen, um den Appetit und das Fressverhalten der Mäuse um 100 Prozent zu steigern. Durch die Erregung dieser Neuronen konnte das Team die Nahrungsaufnahme der Mäuse um 50 Prozent reduzieren.
Das System wurde auch eingesetzt, um gezielt Rezeptoren zu aktivieren, die für mütterliches Verhalten bei weiblichen Mäusen verantwortlich sind, die noch nicht reproduziert hatten. Durch die Aktivierung dieser Rezeptoren zeigten die Mäuse "signifikant verstärkte Fürsorgeverhalten, wie das Bringen der Jungen ins Nest, ähnlich wie bei Muttertieren", heißt es in einer Pressemitteilung.
In einem dritten Experiment gelang es den Forschern, Hirnregionen zu aktivieren, die für die Förderung "freundlicher" Verhaltensweisen verantwortlich sind. Dadurch wurden die Mäuse ermutigt, sich in einem kleinen Raum, in dem sie sich vorher nicht begegnet waren, gut zu verstehen.
Die Wissenschaftler manipulierten die Neuronen, indem sie einen winzigen Aktuator magnetisch verdrehten, um die in die Gehirne der Mäuse implantierten Nanopartikel zu ziehen oder zu drücken.
Diese Forschung könnte den Weg für neuartige nanotechnologie-basierte Behandlungen für neurologische Erkrankungen beim Menschen ebnen und möglicherweise sogar zur Behandlung von Depressionen beitragen.
