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電極で神経活動を刺激することにより、研究者はコカインの影響下でアカゲザルの精神的スキルを高めました。 ウィキメディアコモンズ/ JMガーグ経由の画像
過去1年間、私たちは、ますます洗練された義肢、耳、眼の発明を見てきました。これは、かつてSFの領域に属するほど空想的だったアイデアや発明です。 現在、ノースカロライナ州のウェイクフォレスト大学の科学者チームはさらに一歩進んで、最も複雑な器官である心の人工器官の開発に取り組んでいます。
Journal of Neural Engineeringで本日発表された論文で明らかにされたように、研究者たちは、アカゲザルのコカインの投与により認知能力が損なわれた場合の意思決定を支援するために、アカゲザルの神経活動を操作する方法を作成しました。 科学者たちは、彼らの研究がいつか病気や怪我に対する認知能力を低下させた人々を支援する新しい方法につながる可能性があると言っています。
サルの意思決定能力のベースラインを確立するために、研究者はコンピューターで単純なマッチングタスクを実行するように訓練しました。 この研究で使用された5匹のサルのそれぞれがコンピューター画面を見ると、1枚のクリップアート画像が表示された後、画面が1、2分間空白になりました。 その後、元の画像が1〜7個の他の画像とともに戻ってきました。
同時に、コンピューターの前のカウンター上のサルの腕の位置は、サルの手の後ろに貼られた特別なリフレクターで跳ね返った紫外線を検出するカメラで追跡されました。 カメラで検出された彼らの手の位置はデジタル化されてコンピューターに送られたので、彼らが手を動かすと、まるでマウスを持っているかのようにコンピューター画面上のカーソルが動きました。
空白の間隔の後、画像がコンピューター画面に戻ったときに、猿が表示されていた元の写真の上にカーソルを移動すると、口の近くにあるシッパーを介してジュースを一滴与えられました。 数か月の間に、各サルは、示されている写真の数に応じて、正しい画像を40〜75％の時間で選択できるようになるまで、タスクのこつを習得しました。
しかし、彼らがマッチングを行っている間、研究者たちは、意思決定作業中に活動することが知られている脳の領域である動物の前頭前野に埋め込まれた記録シリンダーで、サルの神経パターンを綿密に監視していました。 科学者は、サルがタスクを正常に完了したときは常に同じ神経活動パターンがこの領域で確実に発生し、サルが間違った写真を選んだときはそれほど頻繁に発生しないことを発見しました。
次に、物事が面白くなってきました。サルが画像を見てジュースを飲みながら、研究者たちは密かにコカインを注入しました。 薬物は、コンピューターマッチングタスクを正しく行うために必要な継続的な集中力と意思決定スキルを混乱させることが知られているため、サルの成功率は予想通り低下し、コカインを投与する前よりも13％少ない頻度で正しい画像を選択しました。
研究者が以前にサルの脳に埋め込んだ電極を使用すると、画像と正確に一致したときに確実に発火していた前頭前野内の正確な位置に配置され、後でニューロンをトリガーして発火パターンを複製し、結果劇的でした。
「人工装具は、「スイッチをひっくり返して」リアルタイムで決定を下すようなものです」と、Wake Forestの生理学および薬理学の教授であり、研究の著者の1人であるSam Deadwyler氏は述べています。 コカインの影響下で、ベースラインと比較して補綴物が回復し、さらに改善されました。サルは以前よりも10パーセント頻繁に正しい画像を選択しました。
「この研究の発見に基づいて、脳損傷による認知障害からの回復に役立つ埋め込み型神経補綴物の開発を今後期待しています」と、研究の主著者であるウェイクフォレスト教授のロバートE.ハンプソン教授は述べています。
ただし、脳卒中や病変に苦しんでいる人々ではなく、単に競争力を求めている人々の代わりに、神経人工装具の誘惑がいつか別の群衆に訴えるほど強い可能性があると考えられます。 それは大げさなように聞こえるかもしれませんが、「神経増強」薬と増え続ける形成外科の時代には、神経補綴の概念がどこに行くのかわかりません。
