Gedankenkontrolle und andere sexy wissenschaftliche Schlagworte

Die Arbeit von Folcher und Kollegen ist so etwas wie eine Rube Goldberg-Erfindung eines Experiments – es versteht sich wahrscheinlich von selbst, dass die gedankengesteuerte Genexpression kein besonders einfaches Konzept ist.

Die grundlegende Einrichtung ist wie folgt. Im ersten Abschnitt des Experiments schnallt sich ein Studienteilnehmer – zur Verdeutlichung ein menschlicher Teilnehmer – ein Elektroden-Headset an und lässt sich vor einen Computer fallen. Während sie ein Spiel spielt oder eine Landschaft betrachtet (dazu später mehr), sendet ein Bluetooth-Sender verarbeitete Gehirnsignale an einen Controller, der ein elektromagnetisches Feld proportional zu ihrem Entspannungsgrad ein- und ausschaltet. Verrückt, oder? Dann betritt der zweite Teilnehmer – zur Verdeutlichung ein Nagetier-Teilnehmer – die Arena.

An diesem Punkt beginnt das Experiment auch richtig verrückt zu werden. Während die unglückliche Maus der Experimentatoren durch das elektromagnetische Feld wandert, beginnt ein drahtlos betriebenes Implantat in der Haut der Maus, nahes Infrarotlicht auszusenden, das eine lichtempfindliche Population implantierter Zellen aktiviert, die von den Experimentatoren entworfen wurden. Bei der Aktivierung führt eine Kaskade chemischer Reaktionen zur Produktion eines Proteins namens sekretierte alkalische Phosphatase (SEAP).

Sie meditieren; Maus bekommt mehr Protein.

Oder in den Worten der Autoren: „Eine auf Elektroenzephalographie (EEG) basierende Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI), die mentale Zustands-spezifische Gehirnwellen verarbeitet, programmiert ein induktiv verbundenes, drahtlos betriebenes optogenetisches Implantat, das Designerzellen enthält, die für die durch Licht im nahen Infrarot (NIR) einstellbare Expression des menschlichen Glykoproteins SEAP (sekretierte alkalische Phosphatase) entwickelt wurden.“ Boom.

©Natur

Warte, was?

Kehren wir zum Computerspiel und der Landschaft zurück.

„Um den mentalen Zustand der Konzentration zu erreichen“, schrieben die Autoren, „spielte die Versuchsperson das Computerspiel Minesweeper [sic], und zur Meditation wurden die Versuchspersonen gebeten, tief durchzuatmen, während sie ein Standbild einer Landschaft auf dem LCD-Bildschirm betrachteten.“ (So viele Fragen. Werden Computer immer noch mit Minesweeper ausgeliefert, oder verwendet ein modernes Neuroingenieurlabor immer noch Windows XP? Was ist die Definition von Meditation? Was für eine Landschaft? Ist es der Windows XP-Hintergrund?)

Es sind die proprietären Algorithmen desHeadsets, die die Quantifizierung eines Meditationsindex ermöglichen – einer Metrik, die zwangsläufig durch ihre eigene Primitivität begrenzt ist. Ebenso handelte es sich bei den Zellen, die das Protein produzierten, überhaupt nicht um Mauszellen, sondern um speziell entwickelte menschliche Zellen, die in das Implantat der Maus eingesetzt wurden. Die Maus könnte genauso gut eine Petrischale gewesen sein. (Sie haben dieses Experiment auch durchgeführt.) Alles in allem ist die Arbeit auffällig und einprägsam, aber sie läuft auf eine Reihe kleiner Schritte hinaus – eher süß als sexy.

Aber ein System, das elektrische Signale mit genetischer Manipulation koppelt – ein elektrogenetisches Gerät – könnte tatsächlich eine wirksame Ergänzung zur modernen Medizin darstellen. Folcher und Kollegen schreiben: „In Verbindung mit Gehirnaktivitäten stellen solche elektrogenetischen Geräte Schnittstellen zwischen Geist und Genetik bereit, die hochmodernen elektronisch-mechanischen Implantaten wie Herz- und Hirnschrittmachern, Cochlea-Hörgeräten, Augenprothesen, Insulin freisetzenden Mikropumpen und bionischen Extremitäten eine neue Dimension verleihen.“

Vielleicht. Eine Rube-Goldberg-Maschine erledigt eine einfache Aufgabe auf die am wenigsten effiziente Weise. Gedankenkontrolle ist hier möglicherweise nicht die effizienteste Lösung. Die Nutzung der reichhaltigen elektrischen Daten des Gehirns könnte sich jedoch sicherlich als nützlich für die Behandlung von Erkrankungen wie Epilepsie erweisen. Wenn den Forschern eines klar ist, dann ist es die Idee, der Manipulation dieser Daten etwas mehr Kreativität zu verleihen.

Geschlechtszellen

Der Artikel von Nature Communications ist der jüngste in einer langen Reihe sexy Neuroengineering-Experimente. Letztes Jahr berichteten zwei Forschergruppen der Duke und der Harvard Medical School über die Verwendung von „Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstellen“, um Daten zwischen zwei Gehirnen auszutauschen. In einer Arbeit beeinflusste die Leistung einer Ratte bei einer Verhaltensaufgabe die Entscheidungen einer anderen Ratte in einer ähnlichen Umgebung. In dem anderen Fall verursachte die Erkennung eines Stroboskoplichts durch eine menschliche Versuchsperson ein Zucken des Schwanzes einer Ratte.

Vor kurzem berichtete eine Gruppe der Washington University über „die erste Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle beim Menschen“, mit der motorische Bilder eines Computerspielers in motorische Leistung – das Klicken eines Touchpads – in einem anderen übersetzt wurden. Kleine Schritte.

Einige der Schlagworte sind jedoch unmittelbarer anwendbar. Robotik! Daten! 3D-Druck! Das ist einfach moderne prothetische Wissenschaft. (Siehe das Video unten.) Der Unterschied liegt im Grad der Übersetzung in die reale Welt.

Ein Mentor sagte mir einmal, dass Wissenschaftler Menschen klonen, weil sie es können, und nicht, weil sie es müssen. Ich werde der Erste sein, der sich über die neueste Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle oder den gedankengesteuerten Transgen-Manipulator lustig macht. Es ist alles komplizierte, hochmoderne Wissenschaft. Aber manchmal frage ich mich, ob eine Studie eine elegante Lösung für ein nicht existierendes Problem bietet.

In jedem Fall gibt es hier gute Gründe für einen glücklichen Zufall. Eines der am häufigsten verschriebenen Antikoagulanzien begann seine pharmazeutische Reise als Rattengift. Eine bestimmte kleine blaue Pille sollte Bluthochdruck behandeln, bis jemand ihre, nun ja, andere Wirkung entdeckte. Irgendwo im wilden elektrogenetischen System von Folcher und Kollegen könnten wir die Bausteine ​​für ein Heilmittel für eine Vielzahl neurologischer Erkrankungen haben. Vielleicht landen wir auch beim nächsten Viagra. Ich bin mir nicht sicher, ob das sexy ist oder nicht.

Vielen Dank an Ignacio Pérez Pozuelo für den Hinweis auf dieses Papier.

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 25. November 2014 veröffentlicht