با استفاده از فناوری ذرات نانو، محققان مؤسسه علوم پایه (IBS) در کره جنوبی توانستند رفتار‌های اجتماعی و تغذیه‌ای موش‌ها را فعال سازند. این فناوری که نام نانو-ذهن را دارد، امکان فعال‌سازی دقیق و از راه دور مسیر‌های عصبی خاص را بدون نیاز به جراحی‌های تهاجمی فراهم می‌کند.
نتایج این پژوهش در مجله نیتشر نانو تکنولوژی (https://www.nature.com/articles/s41565-024-01694-2) منتشر شده و می‌تواند به درک بهتر عملکرد مغز، شبکه‌های عصبی مصنوعی پیچیده و درمان‌های جدید برای اختلالات عصبی کمک کند.
کنترل مغز با نانوذرات پیشرفت نوین در درمان اختلالات عصبی
تا کنون آزمایش‌های کنترل ذهن در حیوانات معمولا نیازمند الک‌ترود‌های دست‌وپاگیر بود که سوژه را به سیستم خارجی متصل می‌کرد؛ این رویکرد علاوه بر جراحی تهاجمی، محدودیت‌هایی بر حرکت آزادانه سوژه ایجاد می‌کرد. فناوری نانو-ذهن این مشکل را حل کرده و کنترل آزادانه‌تر و دقیق‌تر رفتار‌های مغزی را ممکن ساخته است.
محقق ارشد این پژوهش بیان می‌کند که این اولین فناوری جهان است که به‌صورت آزادانه مناطق خاصی از مغز را با استفاده از می‌دان‌های مغناطیسی کنترل می‌کند. او افزود که این فناوری به‌طور گسترده در تحقیقات درک عملکرد مغز، شبکه‌های عصبی مصنوعی پیچیده، فناوری‌های رابط مغز-کامپیو‌تر دوطرفه و درمان‌های جدید برای اختلالات عصبی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
محققان برای انجام آزمایش‌ها از روش اپتوژنتیک استفاده کردند تا مکانیزم‌هایی را در سلول‌ها به‌صورت ژنتیکی مهندسی کنند که با منبع نور قابل فعال‌سازی باشند. در اینجا کانال‌های یونی در بخشی از سلول‌های مغز موش‌ها پیاده‌سازی شدند.
سپس سه آزمایش مختلف طراحی گردید. اولین آزمایش به گیرنده‌های مربوط به رفتار‌های پیچیده تغذیه و پاداش در هیپوتالاموس جانبی، یک منطقه در عمق هسته مغز، اختصاص داشت. نظارت بر حرکات و مصرف غذای حیوانات در داخل و خارج از می‌دان مغناطیسی تفاوت‌های قابل‌توجه‌ی را نشان داد که می‌تواند خواسته موش برای خوردن را به‌صورت دلخواه روشن و خاموش کند.
تحت تأثیر می‌دان مغناطیسی، گروه‌ی از موش‌ها با فعال‌بودن سوئیچ روی نورون‌های محرک خود تنها نصف مقدار غذا خوردند. گروه دوم که دارای نورون‌های بازدارنده مهندسی‌شده بودند، دو برابر بیش‌تر غذا خوردند، در حالی که می‌دان مغناطیسی فعال بود.
یک آزمایش دیگر گیرنده‌های کلیدی را در منطقه پیش‌مغزی می‌انی هدف قرار داد که در مراقبت والدین دخیل است. موش‌های ماده با نانو-ذهن که منطقه پیش‌مغزی می‌انی را تحریک می‌کرد، در محفظه‌ای با ویژگی‌های طبیعی قرار گرفتند و به‌صورت بسیار متفاوتی به صدای بچه موش‌ها واکنش نشان دادند، سریع‌تر به آن‌ها نزدیک شدند و در تحت تأثیر سیگنال‌های مغناطیسی برای مدت طولانی‌تری روی توله‌های مضطرب خم شدند.
داشتن چنین کنترل دقیقی بر مدار‌های خاص مغزی می‌تواند برای محققانی که به دنبال نقشه‌برداری از مسیر‌های عصبی یا آزمایش درمان‌های جدید هستند، بسیار مفید باشد. با گذشت زمان، ممکن است فناوری مشابه نانو حتی به درمان اختلالات روانی در انسان‌ها کمک کند یا نقش مهمی در درمان شرایط عصبی ناتوان‌کننده داشته باشد و در نتیجه کنترل کامل ذهن فرد را به او بازگرداند.