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Dec 02, 2023

頭

Безгодов/iStock 購読すると、当社の利用規約とポリシーに同意したものとみなされます。いつでも購読を解除できます。 新しいロボットヘッドギアにより、マウスは重いものに取り付けられたまま自由に動くことができます。

ベズゴドフ/iStock

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木曜日に発表されたスペクトラム社の新しい報告書によると、新しいロボットヘッドギアにより、マウスは重くて扱いにくい脳記録装置に取り付けられたまま自由に動くことができ、科学者たちは動き中のマウスの脳活動を追跡できるようになるという。 この開発は、神経障害やその他の脳科学に大きな影響を与える可能性がある。

通常の状況では、研究者は、顕微鏡の下で動物の頭を固く動かせない位置に固定し、覚醒したマウスの脳活動を分析します。 ただし、これによりマウスの可動範囲が大幅に制限されるため、正確な結果が得られません。

この研究には関与していないアイオワ大学の神経科学および薬理学の教授であるテッド・アベル氏がスペクトラムに説明したように、このアプローチは有用な結果をもたらすものではない。

「前庭系と内受容はナビゲーションにとって重要ですが、頭が固定されているとこれらの感覚は現れません」とアベル氏は説明した。

新しいロボットヘッドギアは「頭蓋外骨格」と呼ばれ、動物の動きを感知して一緒に動く3本腕のロボットで構成されており、研究者はマウスが自由に動き、自然環境と相互作用するときの脳活動を詳細に調査できるようになる。

「これは本当に進歩だと思います」とエイベル氏はスペクトラムに語った。 「自然主義的な行動に近づき、脳が環境にどのように反応するか、動物がどのように環境をナビゲートするかを理解できるようになります。」

実施されプレプリント論文で報告されたテストでは、研究者らはマウスの脳に直接埋め込まれ、器官をロボットのヘッドギアに接続する3Dプリントされたインプラントを利用した。

このロボットは齧歯動物と同じ速度で移動し、この動きから収集したデータを報告するようにプログラムされていた。 研究者らは、実験で追跡したマウスが外骨格を迷路の角を曲がるように操縦し、意思決定の課題に取り組むことができたと報告した。 彼らは、制限されていない動物と同じくらい効率的にこれを実行し、ロボットのヘッドギアがマウスの自然な移動能力に影響を及ぼさないことを示しました。

研究者らは、マウスがロボットを操縦できると確信すると、脳の広範囲を画像化するように設計された特注の顕微鏡をヘッドギアに取り付け始めた。 彼らは、カルシウム信号によって誘発されたときに蛍光を発するようにマウスのニューロンを改造し、各マウスの頭蓋骨にガラス窓を挿入して、脳の活動をより良く画像化できるようにした。 これにより、マウスの皮質全体にわたる数千のニューロンの発火パターンのマップが得られました。

スペクトラムは、この研究はミネアポリスにあるミネソタ大学のスハサ・コダンダラマイア氏が主導したものであると明記したが、この研究は未発表であるためコメントを拒否した。