Kopf-montiert sensor hilft blinden ratten navigieren


Kopf-montiert sensor hilft blinden ratten navigieren

Eine neue Studie zeigt, wie ein kopfgebundenes, kompassähnliches Gerät, das mit dem Gehirn von blinden Ratten verbunden ist, den Tieren erlaubt, ein Labyrinth fast ebenso wie normalgesichtige Ratten zu navigieren, und die Forscher sagen, dass eine ähnliche Technik verwendet werden könnte, um die Navigation zu unterstützen Bei blinden Menschen.

Der Kopf-Sensor wurde gefunden, um blinde Ratten durch Labyrinthe effektiv zu führen.

Bildnachweis: Yuji Ikegaya und Hiroaki Norimoto

Yuji Ikegaya und Hiroaki Norimoto, beide der Universität von Tokio in Japan, veröffentlichten die Details ihrer Schöpfung in der Zeitschrift Aktuelle Biologie .

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind weltweit rund 39 Millionen Menschen blind. Davon sind 82% im Alter von 50 und älter.

Neben der Fähigkeit zu sehen, greift die Blindheit das räumliche Bewusstsein eines Individuums oder den "allokentralen Sinn" ein. Das heißt, die Fähigkeit einer Person, die Position ihres Körpers relativ zu ihrer Umgebung zu erkennen.

Für ihre Studie, Ikegaya und Norimoto, um zu sehen, ob sie den allgegenwärtigen Sinn der "blind" erwachsenen Ratten wiederherstellen könnten, indem sie die visuelle Kortex in ihrem Gehirn anregen. Die Ratten wurden blind durch die Augenlidnähte gemacht.

Das Duo schuf eine leichte, kopfmontierbare Sensoreinrichtung bestehend aus einem digitalen Kompass - genauso wie bei Smartphones -, der mit einem Mikrostimulator mit zwei Elektroden verbunden ist.

Sobald sie in die visuelle Kortikalis des Gehirns der Ratten eingepflanzt sind, kann die Vorrichtung ihre Kopfbewegungen erkennen und eine elektrische Stimulation oder ein "geomagnetisches Signal" erzeugen, das die Tiere darüber informiert, in welche Richtung sie sich befinden.

Gerät erlaubt blinden Ratten zu navigieren Labyrinth fast so gut wie normal-gesichtet Ratten

Die Forscher begannen zu testen, ob das Gerät die blinden Ratten durch ein Labyrinth führen könnte, was effektiv ihren allgemeingültigen Sinn wiederherstellt.

Mit den angeschlossenen Geräten wurden die Ratten trainiert, um Lebensmittelpellets in einem T-förmigen Labyrinth zu suchen, sowie kompliziertere Labyrinthformen. Ihre Fähigkeit, jedes Labyrinth zu lösen, wurde mit dem von normalgesichtlichen Ratten verglichen, die in der Lage waren, auf visuelle Hinweise zuzugreifen, um die Speisepellets zu erreichen.

Ikegaya und Norimoto fanden, dass innerhalb von 2-3 Tagen des Labyrinthtrainings die blinden Ratten gelernt haben, das geomagnetische Signal zu verwenden, das durch das Gerät ausgelöst wurde, um die Pellets zu finden. "Ihre Leistungsniveaus und Navigationsstrategien waren ähnlich denen von normalsichtig, intakt Ratten ", so das Duo." So können blinde Ratten die Selbst-Lage durch extrinsisch vorgesehene stereotaktische Cues erkennen. "

Die Forscher sagen, diese Ergebnisse zeigen, wie das Säugetier Gehirn in der Lage ist zu lernen und sich an neue Informationen bis ins Erwachsenenalter anzupassen. Ikegaya sagt:

Der bemerkenswerteste Punkt dieser Arbeit ist es, das Potenzial oder die latente Fähigkeit des Gehirns zu zeigen. Das heißt, wir haben gezeigt, dass das Gehirn des Säugetiers auch im Erwachsenenalter flexibel ist - genug, um eine neuartige, nie erfahrene, nicht-inhärente Modalität adaptiv in die bereits vorhandenen Informationsquellen einzubinden."

Infolgedessen glaubt das Team, dass die Erkenntnisse auf den Menschen angewendet werden könnten. Geomagnetische Sensoren könnten an den Spazierstöcken von blinden Individuen angebracht werden, zum Beispiel, um ihnen zu helfen, ihre Umgebung zu navigieren.

Auf der Grundlage ihrer Ergebnisse, die Forscher sagen, eine geomagnetische Sensor-Gerät ähnlich wie die in ihrer Studie verwendet werden kann effektiv für die Wiederherstellung der zugänglichen Sinn in blinden Menschen. Darüber hinaus könnten künstliche Sensoren sogar zur Detektion von UV-Strahlung und Ultraschallwellen eingesetzt werden.

"Vielleicht hast du dein Gehirn noch nicht voll gebraucht", sagt Ikegaya, "die Begrenzung kommt nicht von deinem Mangel an Anstrengung, sondern kommt aus den armen Sinnesorganen deines Körpers. Die wirkliche Sinneswelt muss viel mehr sein "Bunt" als das, was du gerade erlebst."

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