一項新的研究表明,研究人員可以通過互聯網同時獨立地遠程控制眾多動物的大腦回路??茖W家們相信,這項新開發(fā)的技術可以加速大腦研究和各種神經科學研究,以揭示基本的大腦功能以及各種神經精神和神經系統(tǒng)疾病的基礎。
韓國科學技術院、圣路易斯華盛頓大學和科羅拉多大學博爾德分校的多學科研究團隊創(chuàng)建了一個無線生態(tài)系統(tǒng),該生態(tài)系統(tǒng)具有自己的無線植入式設備和物聯網 (IoT) 基礎設施,可在全球范圍內進行高通量神經科學實驗互聯網。這項創(chuàng)新技術可以使科學家能夠操縱世界各地動物的大腦。該研究于 11 月 25 日發(fā)表在《自然生物醫(yī)學工程》雜志上
“這項新技術具有高度通用性和適應性。它可以實時或以預定方式遠程控制大量神經植入物和實驗室工具,無需直接的人機交互,”KAIST 電氣工程學院的 Jae-Woong Jeong 教授說,該研究的資深作者。“這些與物聯網技術相結合的無線神經裝置和設備在科學和醫(yī)學方面具有巨大的潛力。”
無線生態(tài)系統(tǒng)只需要一臺可以以低于 45 美元的價格購買的微型計算機,它可以連接到互聯網并與無線多功能腦探針或其他類型的使用物聯網控制模塊的常規(guī)實驗室設備進行通信。通過在單一生態(tài)系統(tǒng)中優(yōu)化集成獨特物聯網硬件和軟件的多功能性和模塊化結構,這種無線技術提供了以前沒有通過單一獨立技術展示過的新應用。這包括但不限于簡約的硬件、全球遠程訪問、選擇性和預定的實驗、可定制的自動化和高吞吐量的可擴展性。
“只要研究人員可以訪問互聯網,他們就能夠隨時隨地在世界任何地方觸發(fā)、定制、停止、驗證和存儲大型實驗的結果。他們可以遠程在部署的動物身上進行大規(guī)模的神經科學實驗在多個國家,”主要作者之一、KAIST 和科羅拉多大學博爾德分校的研究員 Raza Qazi 博士說。“該系統(tǒng)的低成本使其易于采用,并可以進一步推動許多實驗室的創(chuàng)新,”Qazi 博士補充說。
這種物聯網神經技術的顯著優(yōu)勢之一是它能夠在全球范圍內大規(guī)模部署,因為它具有極簡的硬件、低安裝成本、易用性和可定制的多功能性。世界各地的科學家可以在他們現有的實驗室中快速實施這項技術,而預算問題最少,以實現全球遠程訪問、可擴展的實驗自動化或兩者兼而有之,從而有可能減少解決各種神經科學挑戰(zhàn)所需的時間,例如與頑固神經系統(tǒng)疾病相關的挑戰(zhàn)。
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