초파리의 뇌를 원격으로 조종하다.

(Researchers from Rice University, Duke University, Brown University and Baylor College of Medicine developed a magnetic technology to wirelessly control neural circuits in fruit flies. They used genetic engineering to express heat-sensitive ion channels in neurons that control the behavior and iron nanoparticles to activate the channels. When researchers activated a magnetic field in the flies’ enclosure, the nanoparticles converted magnetic energy to heat, firing the channels and activating the neurons. An overhead camera filmed flies during experiments, and a visual analysis showed flies with the genetic modifications assumed the wing-spread posture within approximately half a second of receiving the magnetic signal. (Figure courtesy of C. Sebesta and J. Robinson/Rice University))

라이스 대학의 과학자들이 초파리의 뇌를 조종해서 원격으로 행동을 조절하는 실험에 성공했습니다. 그렇지 않아도 작은 초파리의 더 작은 뇌를 조종하기 위해서 연구팀은 산화철 나노입자 (iron oxide nanoparticles)와 유전자 조작으로 열에 민감한 이온 채널 (heat-sensitive ion channel)을 뉴런을 지닌 초파리를 만들었습니다.

이 두 가지를 조합하면 자기장으로 열을 가해 특정 뉴런을 흥분시킬 수 있습니다. 이번 연구에서는 자기장을 이용해 원격으로 초파리의 날개를 벌리게 만들없습니다. 반응 시간은 1초 미만입니다. 물론 실용적이진 않을 순 있지만, 좁쌀만큼 작은 초파리를 의도적으로 조종할 수 있다는 사실이 놀랍습니다.

(Magnetic control of select neural circuits)

물론 연구팀의 궁극적인 목표는 원격조종 초파리가 아니라 특정 뉴런 회로를 원격으로 조종해 질병을 치료하는 것입니다. 예를 들어 뇌의 시각 피질을 원격으로 자극해 시력이 떨어진 환자에게 시력을 되찾아 주는 것입니다.

뇌에 전극을 직접 삽입하는 대신 비침습적 방법을 통해 조절할 수 있다면 상당한 이득이 있습니다. 당연히 여기까지 가는데는 상당한 시간이 필요할 것입니다. 앞으로 후속 연구 결과를 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/science/fly-brains-hack-remote-controlled/

https://news.rice.edu/news/2022/wireless-activation-targeted-brain-circuits-less-one-second

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01281-7

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