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Dec 02, 2023

머리

Безгодов/iStock 구독하시면 당사의 이용약관 및 정책에 동의하시는 것으로 간주됩니다. 언제든지 구독을 취소할 수 있습니다. 새로운 로봇 헤드기어를 사용하면 마우스가 무겁고 무거운 물체에 부착된 상태에서도 자유롭게 움직일 수 있습니다.

베즈고도프/iStock

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목요일에 발표된 스펙트럼(Spectrum)의 새로운 보고서에 따르면 새로운 로봇 헤드기어를 사용하면 쥐가 무겁고 성가신 뇌 기록 기계에 부착된 상태에서 자유롭게 움직일 수 있어 과학자들이 움직이는 뇌 활동을 추적할 수 있다고 합니다. 이번 개발은 신경병증 및 기타 뇌 과학에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.

정상적인 상황에서 연구자들은 현미경 아래 동물의 머리를 뻣뻣하고 움직일 수 없는 위치에 고정하여 깨어 있는 쥐의 뇌 활동을 분석합니다. 그러나 이는 마우스의 동작 범위를 심각하게 제한하므로 정확한 결과를 얻을 수 없습니다.

이번 연구에 참여하지 않은 아이오와대학교(University of Iowa in Iowa City)의 신경과학 및 약리학 학과장인 Ted Abel이 Spectrum에 설명했듯이, 이러한 접근법은 유용한 결과에 도움이 되지 않습니다.

Abel은 “전정 시스템과 내부 수용은 탐색에 중요하며 머리가 고정되어 있으면 이러한 감각이 나타나지 않습니다.”라고 설명했습니다.

새로운 로봇 헤드기어는 '두개골 외골격(cranial exoskeleton)'으로 불리며 동물의 움직임을 감지하고 함께 움직이는 세 개의 팔을 가진 로봇으로 구성돼 연구자들은 쥐가 자유롭게 움직이고 자연 환경과 상호작용하는 동안 뇌 활동을 자세히 조사할 수 있다. .

Abel은 Spectrum에 “이것은 나에게 진정한 발전이라고 생각합니다.”라고 말했습니다. 이는 "자연주의적 행동에 더 가까워지면서 뇌가 환경에 어떻게 반응하는지, 그리고 동물이 어떻게 환경을 헤쳐나가는 법을 배우는지 이해할 수 있게 해줍니다."

사전 인쇄 논문에서 수행되고 보고된 테스트에서 연구원들은 쥐의 뇌에 직접 삽입되어 장기를 로봇 헤드기어에 연결하는 3D 프린팅 임플란트를 사용했습니다.

로봇은 설치류와 동일한 속도로 움직이고 이 움직임에서 수집한 데이터를 보고하도록 프로그래밍되었습니다. 연구자들은 실험에 참여한 쥐들이 미로의 모퉁이에서 외골격을 조종하고 의사결정 작업을 수행할 수 있었다고 보고했습니다. 그들은 로봇 헤드기어가 마우스의 자연스러운 이동 능력에 영향을 미치지 않는다는 것을 나타내는 제한되지 않은 동물만큼 효율적으로 이를 수행했습니다.

연구원들은 쥐가 로봇을 조종할 수 있다는 것을 확신한 후 뇌의 넓은 부분을 이미지화하도록 설계된 맞춤형 현미경을 헤드기어에 부착하기 시작했습니다. 그들은 칼슘 신호에 의해 촉발될 때 쥐의 뉴런이 형광을 발하도록 수정했고, 뇌 활동을 더 잘 이미지화하기 위해 각 쥐의 두개골에 유리창을 삽입했습니다. 그 결과 쥐의 피질 전체에 걸쳐 있는 수천 개의 뉴런의 발화 패턴 지도가 탄생했습니다.

Spectrum은 이 작업이 미네아폴리스에 있는 미네소타 대학의 Suhasa Kodandaramaiah가 주도했다고 밝혔으며, 그는 해당 작업이 아직 출판되지 않았기 때문에 논평을 거부했습니다.