или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Роботы смогут управлять работой внутренних клеток мозга

schedule 08.05.2012 в 10:39 link MIT Georgia Institute of Technology Ed Boyden Craig Forest Suhasa Kodandaramaiah
​Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) и Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) разработали способ автоматизировать процесс поиска и записи информации от нейронов в живой мозг. Исследователи показали, что робот-манипулятор может обнаруживать клетки с помощью компьютерного алгоритма и определять и записывать информацию от нейронов в живом мозге с большей точностью и скоростью, чем человек.



Новый автоматизированный процесс устраняет необходимость в течение нескольких месяцев обучения и представляет долгожданную информацию о жизнедеятельности клеток. Используя этот метод, ученые могут классифицировать тысячи различных типов клеток в головном мозге, изучать способы того, как они соединяются друг с другом, и выяснить, как больные клетки отличаются от нормальных клеток.

Этот проект является результатом сотрудничества между лабораториями Эда Бойдена (Ed Boyden), адъюнкт-профессора биологической инженерии головного мозга и когнитивных наук в Массачусетском технологическом институте, и Крейга Фореста (Craig Forest), доцента Института машиностроения Джорджа Вудраффа при университете Джорджии.

"Наша команда была междисциплинарной с самого начала, и это позволило нам довести принципы точности дизайна машины на изучение живого мозга", говорит Форест. Его аспирант, Сухаса Кодандарамайа (Suhasa Kodandaramaiah) провел последние два года в качестве приглашенного студента в Массачусетском технологическом институте, и ведущего автора исследования, которое подняло вопрос о природных методах.

Этот метод может быть особенно полезным при изучении заболеваний мозга, таких как шизофрения, болезнь Паркинсона, аутизм, эпилепсия. Бойден говорит, что: "во всех этих случаях, молекулярное описание клетки, которая интегрирована с электрическими свойствами, так и не произошло. Если бы мы могли действительно описать, как заболевания изменяют молекулы в определенных клетках живого мозга, это может позволить лучше найти лекарственные препараты".

Кодандарамайа, Бойден и Форест намереваются автоматизировать 30-летнюю технику, известную как цельноклеточный зажим, который включает в себя крошечные стеклянные пипетки в контакте с клеточной мембраной нейрона, затем открывает небольшую мембрану для записи электрической активности внутри клетки.

Кодандарамайа и его коллеги построили робота-манипулятора, который понижает внедрение стеклянной пипетки в мозг мыши с точностью до микрометра . Когда она двигается, пипетка контролирует электрическое сопротивление - мера того, насколько трудно производить электроэнергию, которая вытекает из пипетки. Если нет клеток вокруг, электричество производит поток и низкое сопротивление. Когда кончик попадает в клетку, электричество не может производиться, а также растет сопротивление.

После того, как пипетки находят клетку, они начинают всасываться для образования уплотнения с мембраной клетки. Затем электрод может прорваться через мембрану для записи электрической активности внутренних клеток. Роботизированная система может обнаружить клетки с 90-процентной точностью, а также установить связь с обнаруженной клеткой за около 40 процентов времени.

Исследователи также показали, что их метод может быть использован для определения формы клетки путем введения красителя, они сейчас работают над извлечением содержимого ячейки для считывания генетического профиля.



Исследователи недавно создали компанию-старт-ап Neuromatic Devices для коммерциализации устройства.

Нейронаука является одной из немногих областей биологии, в которой роботы еще не оказывают большое влияние, говорит Бойден: "Проект геномов был сделан людьми и многими роботами, которые смогут делать все секвенирование генома. В направленной эволюции или в синтетической биологии, роботы делают много из молекулярной биологии", - говорит он. - "В других частях биологии роботы имеют также очень важное значение."

Комментарии: