Mõlema uurimistöö juhtivautoriks on Duke'i ülikooli neuroteadlane Miguel Nicolelis. Mees on eelnevalt tuntust kogunud aju-masina liidestega, mis võimaldavad halvatud või amputeeritud jäsemetega inimestel liigutada eksoskelette ja tehisjäsemeid pelgalt selle peale mõeldes.

Loomaajude elektrooniliselt ühendamise vallas tehtava uurimistööga loodab ta aga jõuda uute ajukahjustustega inimestele mõeldud teraapiateni. Kaugemas tulevikus võiks see sillutada teed mitmetest ajudest koosnevate orgaaniliste arvutiteni või isegi inimajude ühendamiseni, mis muudaks tõhusamaks näiteks politseipatrullide ja patsienti opereerivate arstide vahel toimuvat koostööd.

Rottidest ahvideni
Katsete tarbeks siirdas Nicolelis kolleegidega nelja roti ajju kahte tüüpi elektroode, millega oli võimalik vastavalt jälgida ja mõjutada sadade ajurakkude elektrilist aktiivsust. Hakatuseks saadeti kõigi rottide ajusse sama signaal ja uuriti, kuidas nende aju sellele reageeris.

Juhul, kui kõigil rottidel õnnestus signaali peale jälgitava neuronivõrgustiku moodustavate närvirakkude aktiivsus sünkroniseerida, said nad juua sõõmu vett. Pärast mõningast harjutamist omandasid närilised katse ja eksituse meetodil selles teatava vilumuse, moodustades sellega lihtsa bioloogilise arvutivõrgu.

Järgnenud eksperimendis pidid rotid kutsuma üht tüüpi signaali peale sünkroniseeritud ja teist tüüpi signaali peale teist tüüpi sünkroniseerimata aju aktiivsuse. Nicolesise töörühm leidis, et ühendatud ajudega rotid käitusid soovitud viisil 87 protsendis katsetes. Märgatavalt sagedamini kui rotid üksikuna.

Teises katses leidsid nad, et rottide ajudest saab luua „Telefonimängu“ iseloomutavaid kette. Esmalt treenisid nad üht rotti ilmutama teatud signaalide peale teatud ajuaktiivsust, misjärel ühendati esimese rotiga teine rott, kes õppis peagi esimesest rotist lähtuva signaali peale tekitama sarnast ajuaktiivsust kui esimene rott. Ketti kolmanda roti lisamisel õppis viimane tegema sama teise roti ajuaktiivsuse põhjal. Kolmanda roti neuronivõrgustiku aktiivsusel oli omakorda enamasti loodetud mõju esimesele rotile.

Meetodi töökindluses veendununa suutsid teadlased rotiajude poolt ilmutatava aktiivsuse abil teha Boole'i loogikaalgebrale alluvaid tehteid. Näiteks sai rottide ajudes nähtava elektrilise aktiivsuse põhjal ennustada, kas õhurõhu ja temperatuuri muutusel on potentsiaali sademete tõenäosust vähendada või suurendada.

Ahvinett
Teises katses jälgiti sarnaste elektroodidega kolme reesusmakaagi ajuaktiivsust. Teatud aktiivsusmustrid seati vastavusse arvutiekraanil nähtava virtuaalkäe liikumisega. Kätt ekraanil oleva palli juurde liigutades oli võimalik makaakidel saada meelepärane maiuspala. Kui alguses oli igal ahvil käe üle täielik kontroll, siis katse teises faasis said nad seda liigutada vaid kahes dimensioonis. Ülejäänud töö pidid ära tegema nende liigikaaslased.

Kuigi makaakide ajud polnud otseselt ühendatud, hakkas nende ajuaktiivsus sünkroniseeruma, mis võimaldas neil enesele teadmatult teistega koostööd teha. Käsi liikus õiges suunas isegi juhul, kui ühe ahvi tähelepanu kõrvale juhiti. Nicolelise ja tema kolleegide hinnangul demonstreerib see, et analoogsed sadadest ja tuhandetest ajudest koosnevad võrgustikud oleksid äärmiselt vastupidavad.

Uued teraapiad
Nicolesis loodab kolleegidega, et sarnaseid süsteeme saab rakendada ajukahjustusega patsientide ravimiseks. Näiteks võiksid ajuinsuldi saanud patsientide keelelised võimed taastuda kiiremini, kui kahjustada saanud ajuosas nähtav aktiivsus sünkroniseeritaks terve inimese omaga. Eelnevates katsetes on näidatud, et selle eeltingimuseks pole ilmtingimata ajusse elektroodide siirdamine, vaid piisab ka EEG-mütsikestest.

Ajuteadlane lisab, et katsed ei silluta teed keeruka emotsioonide või iseloomuomaduste jagamiseks, kuna nende digitaalsetele algoritmidele taandamine on praeguse seisuga võimatu.