Aliz
7 °C
12 °C
Index - In English In English Eng

Kábellel kötötték össze két patkány agyát

2013.03.01. 09:04
A Duke Egyetem kutatócsoportja egy kísérlet során parányi mikroelektródákkal kötötte össze két patkány agyát. Az állatok még annak ellenére is érzékelték és feldolgozták a másik agya által küldött jeleket, hogy nem is ugyanazon a kontinensen voltak. A kísérlet vezetője szerint az eljárás néhány évtizeden belül emberekkel is megvalósítható lesz.

Egy amerikai kutatócsoportnak sikerült közvetlenül összekapcsolnia két emlős agyát. A kísérlethez használt patkányok a kábeles kapcsolat segítségével közvetlenül kommunikálhattak egymással, annak ellenére, hogy az állatok több ezer kilométerre voltak egymástól, két különböző kontinensen. A kutatók által használt vezetékes agyi implantátumok lehetővé tették, hogy az állatok szenzoros és motorikus jelei az egyik patkány agyából a másikba kerüljenek; mindez komoly áttörést jelent, mivel korábban sosem kapcsoltak össze két agyat.

A kutatók eleinte arra voltak kíváncsiak, hogy a jelet fogadó patkány helyesen értelmezi-e a másik agya által leadott információkat. A kísérletet végző Miguel Nicolelis, a Duke Egyetem professzora kutatócsoportjával már korábban is kísérletezett azzal, hogy az állatok agyát gépekhez kötötte. Egy korábbi kísérletben például elektródákat építettek az állatok agyának azon részébe, ami a tapintással kapcsolatos információkat dolgozza föl, majd infravörös szenzorokhoz kapcsolták azokat. A módosított állatok gyakorlatilag ki tudták tapintani az infravörös fényt.

A mostani kísérletnél a kutatókat az érdekelte, hogy az általuk létrehozott rendszer arra is használható-e, hogy új, mesterséges kommunikációs csatornát hozzon létre az állatok között. Nicolelis a BBC-nek elmondta, hogy a közelmúltig az agyi aktivitás jeleit egy számítógép dolgozta föl, és ennek alapján állapították meg, hogy mit fog csinálni az állat. Ebből kiindulva arra következettek, hogy mivel a gép fel tudja dolgozni a jeleket, elképzelhető, hogy erre egy másik állat agya is képes lenne.

A kutatók először arra képezték ki a patkányokat, hogy oldjanak meg egyszerűbb feladatokat, például hogy nyomják meg a vízadagoló kapcsolóját, amikor felvillan fölötte a fény. Ezután a rágcsálókat külön kamrákba helyezték, és mikroelektródákkal kötötték össze az agyukat – a drótok a vastagsága az emberi hajszál századrésze volt. Az elektródákat az agykéreg motorikus információkat feldolgozó részébe ültették.

srep01319-f1
Fotó: Nature.com

A csoport ezután meghatározta, hogy melyik patkány lesz az úgynevezett enkóder, illetve a dekóder. Az előbbi feladata az volt, hogy az agyi aktivitásával stimulálja a másikat, aki befogadja a feldolgozható jelet. Ha az enkóder patkány megnyomta a kapcsolót, a mozdulatsor elektromos jelei átáramlottak a dekóder patkány agyába. A dekóder elkülönített kamrájában ugyanazok a kapcsolók voltak, mint az enkóderében, de a dekódernél nem villant fel a lámpa a megfelelő, a táplálékot adagoló kar fölött. A dekóder így csak a másik patkány agyából származó elektromos jelekre hagyatkozhatott. Az állat így is meglepően jó eredményt ért el: az esetek hetven százalékában sikerrel állapította meg, hogy melyik gombot kell megnyomni, hogy táplálékhoz jusson.

A kutatók egy visszacsatolási rendszert is beépítettek a kísérletbe: az enkóder patkány nem kapta meg a jutalmat, ha a dekóder nem a megfelelő kart nyomta meg. A csoport megfigyelte, hogy ilyenkor az enkóder agyhullámai kitisztultak, így a dekóder nagyobb eséllyel értelmezte helyesen az enkóder által küldött jeleket.

Embereknél is működhet

Bár az információkat valós időben továbbították a két patkányagy között, Nicolelis elmondta, hogy a tanulási folyamat hatásai nem észlelhetők azonnal. A professzor szerint egy patkány betanítása 45 napig tarthat, napi egyórás kiképzéssel, de egy idő után az állatok hirtelen rájönnek, hogy mit kell tenniük.

Nicolelis valószínűnek tartja, hogy az eljárás emberekkel is működhet. Elmondása szerint ezzel lehetőség nyílna rá, hogy több millió ember közvetlenül cseréljen információt, anélkül, hogy billentyűzetet, hangfelismerő szoftvert vagy más felhasználói felületet kellene használniuk. A professzor úgy véli, a technikai feltételek ehhez néhány évtizeden belül adottak lehetnek.