Untuk memahami cara kerja otak, para ilmuwan telah menggunakan dua kategori eksperimen yang luas: eksperimen yang merekam dan eksperimen yang memanipulasi aktivitas otak.

Penelitian awal ilmu saraf menggunakan listrik untuk mengubah aktivitas neuron.

Kemudian, hanya dua dekade lalu, para ilmuwan mengembangkan teknologi baru yang menggunakan cahaya. Sekarang, mereka menggunakan magnet.

Apakah kedengarannya seperti pengendalian pikiran? Ya, memang.

Teknologi stimulasi otak, termasuk magnetogenetika, telah memungkinkan para ilmuwan untuk memengaruhi perilaku hewan.

Namun, tidak, Anda tidak berisiko terpengaruh tanpa disadari. Teknologi ini bergantung pada nanopartikel magnetik di otak dan medan magnet jarak dekat.

Cara kerja teknologi baru ini sebenarnya sangat keren. Teknologi ini menggabungkan protein mekanosensitif yang disebut Piezo dengan nanopartikel magnetik (ukurannya 200 nanometer! Itu 0,0002 milimeter).

Piezo (yang berarti tekanan dalam bahasa Yunani) adalah protein saluran terkenal yang, ketika dirangsang secara mekanis, dapat mengaktifkan sel. Itulah yang memberi Anda sensasi sentuhan ringan.

Medan magnet yang berputar menggerakkan nanopartikel magnetik. Ini menghasilkan torsi (gaya rotasi) yang secara mekanis dapat merangsang saluran Piezo.

Nanopartikel hanya mengaktifkan varian Piezo yang telah dikirimkan para ilmuwan ke sel, bukan protein Piezo asli.

Seo-Hyun Choi dan rekan-rekannya mampu mengirimkan protein dan nanopartikel ke subkelompok sel tertentu di otak tikus.

Ketika tikus dikelilingi oleh medan magnet, sel-sel tersebut akan diaktifkan.

Bergantung pada sel yang ditargetkan, ini dapat membuat tikus makan lebih banyak, atau menjadi orang tua yang lebih perhatian.

Kedengarannya agak seperti Frankenstein, tetapi teknologi ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk memanipulasi dengan presisi temporal yang tinggi aktivitas otak pada hewan tanpa adanya perangkat yang dipasang di kepala.

Teknologi sebelumnya yang menggunakan cahaya atau listrik selalu memerlukan kabel atau perangkat yang dipasang pada tengkorak hewan untuk menyalurkan rangsangan.

Dengan magnetogenetika, perilaku hewan akan sepenuhnya tidak terhalang, sehingga meningkatkan kesejahteraan mereka.

Ini juga akan memudahkan studi perilaku beberapa hewan secara bersamaan dalam eksperimen sosial karena mereka akan lebih bebas berinteraksi bersama.

Bisakah teknologi ini digunakan pada manusia? Tidak dalam waktu dekat. Namun, stimulasi sirkuit otak pada manusia sudah dilakukan.

Stimulasi otak dalam (DBS) adalah terapi ampuh untuk penyakit Parkinson yang menggunakan stimulasi listrik neuron dopaminergik.

Di masa mendatang, magnetogenetika dapat memberikan metode alternatif untuk stimulasi neuron yang ditargetkan guna meringankan gejala gangguan tersebut.

Seperti yang dikatakan penulis senior Cheon Jinwoo dalam sebuah pernyataan, "Kami berharap ini dapat digunakan secara luas dalam penelitian untuk memahami fungsi otak, jaringan saraf tiruan yang canggih, teknologi BCI [antarmuka komputer-otak] dua arah, dan perawatan baru untuk gangguan neurologis."

Studi ini dipublikasikan di Nature Nanotechnology.