پژوهشگران موفق به طراحی روشی غیرتهاجمی و از راه دور برای دستیابی به کنترل انتخابی نورون‌های مغزی با استفاده از میدان‌های مغناطیسی شده‌اند. این نوآوری می‌تواند گامی مهم در جهت درک بهتر عملکرد مغز و همچنین معرفی درمان‌های جدید برای اختلالات مختلف باشد.
در تحقیقی که به تازگی منتشر شده، تیمی از محققان مؤسسه علوم پایه (IBS) و دانشگاه یونسی (Yonsei) در کره جنوبی، فناوری را توسعه و آزمایش کرده‌اند که به طور دقیق و از راه دور قادر به دستکاری نواحی خاصی از مغز از طریق میدان‌های مغناطیسی می‌باشد.
به نقل از نیواطلس، شیون جینوو (Cheon Jinwoo) از مرکز نانوپزشکی در موسسه علوم پایه و همچنین از گروه مهندسی نانو زیست‌پزشکی در دانشگاه یونسی و یکی از نویسندگان این پژوهش، اعلام کرد: این نخستین فناوری در جهان است که به صورت آزادانه و با استفاده از میدان‌های مغناطیسی قادر به کنترل مناطق خاص مغز است. ما امیدواریم که این فناوری به طرز گسترده‌ای در تحقیقاتی که به درک بهتر عملکرد مغز، شبکه‌های عصبی مصنوعی پیچیده، فناوری‌های رابط بین مغز و رایانه و همچنین درمان‌های جدید برای مشکلات عصبی کمک کند، به کار گرفته شود.
فناوری پیشرفته مورد استفاده محققان با نام نانو-مایند (Nano-MIND) شناخته می‌شود. در حالی که فناوری اپتوژنتیک، که نورون‌ها را با نور و از طریق تحریک الکتریکی عمیق مغز کنترل می‌کند و برای درمان پارکینسون مورد استفاده قرار می‌گیرد، به نیاز به کشت الکترودهای تهاجمی در مغز دارد، مگنتوژنتیک یک روش بی‌سیم و پیشرفته است که به کنترل از راه دور وابسته است.
فناوری نانو-مایند بر مبنای میدان‌های مغناطیسی و نانوذرات مغناطیسی عمل می‌کند. نوع خاصی از نورون‌ها به لحاظ ژنتیکی دستکاری شده‌اند تا «گیرنده‌های مغناطیسی» را بیان کنند که نانوذرات مغناطیسی تزریق شده را به سطح خود جذب می‌کنند.
این نورون‌ها در پاسخ به میدان‌های مغناطیسی دوار با شدت بسیار پایین، زمانی که آهن‌رباهای کوچک متصل به گیرنده‌ها به چرخش در می‌آیند، فعال می‌شوند.
محققان فناوری نانو-مایند را روی موش‌هایی که به صورت آزادانه در حال حرکت بودند، آزمایش کردند تا دریابند آیا می‌توانند رفتارهای اجتماعی و تغذیه را تحت تأثیر قرار دهند یا خیر. در یکی از آزمایش‌ها، آنها به طور انتخابی گیرنده‌های بازدارنده GABA را در نورون‌های ناحیه پره‌اپتیک میانی (mPOA) از هیپوتالاموس فعال کردند.
این ناحیه نقش بسزایی در فرایندهای والدگری ایفا می‌کند. زمانی که نورون‌های موش‌های ماده غیرمادر فعال شدند، رفتارهای پرورشی آنها به شکل قابل توجهی افزایش یافته و زمان مراقبت از بچه‌ها بیشتر از چهار برابر شد. بر خلاف این، موش‌های گروه کنترل هیچ علاقه‌ای به بچه موش‌ها نشان ندادند.
در یک آزمایش دیگر، محققان مدارهای موجود در هیپوتالاموس جانبی را هدف قرار دادند، ناحیه‌ای پیچیده در مغز که در تنظیم بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی از جمله تغذیه نقش دارد. فعال‌سازی نورون‌های بازدارنده در این ناحیه موجب افزایش ۱۰۰ درصدی در اشتها و رفتارهای تغذیه‌ای شد، در حالی که فعال‌سازی نورون‌های تحریکی باعث کاهش بیش از ۵۰ درصدی در اشتها و رفتارهای مرتبط با تغذیه گردید.
محققان اعلام کردند که آزمایش‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که فناوری نانو-مایند قادر است نورون‌ها و مدارهای خاصی را به شکل انتخابی برای تعدیل عملکردهای بالاتر مغز فعال کند و به پیشرفت در علوم اعصاب و کاربردهای درمانی نویدبخش باشد.
دکتر فلیکس لروی (Felix Leroy) از موسسه علوم اعصاب آلیکانته، در مقاله‌ای در مورد این مطالعه اظهار می‌دارد که در حالی که این فناوری قابلیت‌هایی مانند بی‌سیم بودن و تحریک طولانی مدت را ارائه می‌دهد و می‌تواند با روش‌هایی غیرتهاجمی تحولی در کنترل دقیق و خفی فعالیت مغز، حتی در نواحی عمیق و غیرقابل دسترس ایجاد کند، اما این پژوهش محدودیت‌هایی نیز دارد. مسأله کلیدی این است که اثرات طولانی‌مدت تحریک مغناطیسی که نیروهای مکانیکی مکرّر بر سطح سلول اعمال می‌کند، همچنان ناشناخته باقی مانده و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.