Wissenschaftler steuern erfolgreich Gehirne von Fruchtfliegen aus der Ferne

Forscher der Rice University in Houston, USA, haben eine Methode demonstriert, um Fruchtfliegen, sogenannte Drosophila, durch Beeinflussung ihres Gehirns aus der Ferne zu steuern. Während des Experiments führten die Insekten innerhalb von nur einer Sekunde die gewünschte Aktion aus, sobald Befehle an bestimmte Neuronen in ihrem Gehirn gesendet wurden. Dies wurde in Nature Materials einer in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie berichtet.

Während des Experiments schleusten die Wissenschaftler Eisenoxid-Nanopartikel in die Gehirne der Fliegen ein, die sich unter dem Einfluss eines Magnetfelds erwärmen. Dadurch wurde ihr Genom modifiziert. Die Studie wurde in einer speziell ausgestatteten Kammer durchgeführt, unter der ein Elektromagnet und über der eine Videokamera installiert war.

Zur Steuerung der Fliegen nutzten die Forscher einen Ionenkanal, der empfindlich auf die Geschwindigkeit von Temperaturänderungen in Neuronen reagiert. Während sich die Fliegen in der Kammer bewegten, wurde das Magnetfeld verändert. Infolgedessen erwärmten sich die in das Gehirn eingebrachten Nanopartikel und aktivierten die entsprechenden Neuronen.

Die Videokamera zeichnete auf, dass die genetisch veränderten Fliegen ihre Flügel eine halbe Sekunde nach dem magnetischen Signal teilweise ausbreiteten. Experten deuten dieses Verhalten bei diesen Lebewesen normalerweise als Paarungssignal.

Studienautor Jacob Robinson betonte, dass dieses Ergebnis ein wichtiger Schritt im Bereich der Neurotechnologie sei.

„Die Fernsteuerung ausgewählter neuronaler Schaltkreise mittels Magnetfeldern ist ein Hauptziel der Neurotechnologie. Unsere Arbeit ist ein wichtiger Fortschritt in der Erforschung des Gehirns“, sagte er.

Das Team arbeitet derzeit an Methoden zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Menschen durch Fernstimulation des Gehirns. Die Autoren hoffen, dass diese Technologie, die eine präzise Aktivierung spezifischer Gehirnareale ermöglicht, in Zukunft die Grundlage für die Behandlung vieler Krankheiten, einschließlich neurologischer Störungen, ohne chirurgische Eingriffe bilden könnte.

Darüber hinaus könnte diese Technologie bei der Entwicklung drahtloser Headsets helfen, die eine direkte Kommunikation zwischen Gehirn und Computer ermöglichen. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass für solche Geräte, um die Präzision der natürlichen Signale des Gehirns zu erreichen, die Reaktionszeit auf wenige Hundertstelsekunden verkürzt werden muss.