Оптогенетика Дупиране на мозъка - наблюдател
Оптогенетика Дупиране на мозъка
Изследователите използват оптогенетиката за манипулиране на мозъчните клетки. По този начин те могат да декодират мозъчните процеси, но също така да контролират чувствата или възприятията. Къде са границите?
Сякаш дистанционно управляван: Цветната светлина стимулира определени нервни клетки в мозъка на гризачите. По този начин изследователите могат да локализират причината за нарушенията.
Изображение: Popular Science/Gettyimages
Мишка в клетка оживено подушва стените и пода. Към главата й е прикрепен кабел. Изследователят на мозъка Андреас Люти натиска превключвател. Синята светлина се втурва през оптичните влакна на кабела в мозъка на мишката. Животното внезапно спира движенията си и изпада в своеобразна парализа. Изследователят променя цвета на жълт. Сякаш нищо не се е случило, мишката отново изследва клетката. Синият лъч светлина я кара отново да спре. Тя остава неподвижна, сякаш се страхува. „Мога да включвам и изключвам центъра на страха със светлинния лъч“, обяснява Люти.
Ученият изучава феномена на страха и неговите причини повече от десет години. Не като психиатър или психолог, а като изследовател на мозъка в Института „Фридрих Мишер“ в Базел. Той провежда експерименти с животни и изолирани нервни клетки и изследва биохимичните процеси в мозъка, които предизвикват страх. Резултатите трябва да помогнат за по-доброто разбиране на произхода на безпокойството и паническите атаки при хората и за оптимизиране на лечението им.
Това, което Lüthi прави, се нарича оптогенетика. Методът съчетава оптиката с генното инженерство по изненадващ начин и позволява дълбоки прозрения в мозъка. Отделните мозъчни клетки се стимулират с помощта на къси светлинни импулси. „Като ги активираме или деактивираме с натискането на един бутон, можем да изследваме за първи път какво правят отделните нервни клетки“, казва Люти. Това позволява мрежата от милиарди мозъчни клетки да бъде изследвана в непостижима досега резолюция. Интервенцията в централната нервна система позволява манипулирането на отделни неврони. Това създава потенциал за злоупотреба и печели критика.
Молекулите на водораслите изпращат пратеници
Оптогенетиката започва в САЩ. От години изследователите на мозъка търсят начин да манипулират отделни нервни клетки в непокътнатия мозък. Светлината изглеждаше подходяща като среда, но дълго време не беше реализирана. Докато окончателно се намери решение за водораслите. Някои видове имат протеинови молекули, които реагират на светлинни импулси с различен цвят с определени химични сигнали. Психиатърът и генетик Карл Дейсерот, който сега провежда изследвания в Станфордския университет в Калифорния, разпозна потенциала на тези така наречени опсини. Той ги вкара контрабандно в култури на нервни клетки и намери начин да стимулира клетките със светлина. На следващия етап той използва безвредни вируси като „фериботи“, с които прехвърля чувствителната на светлина система в мозъка на животните. Това му позволи да контролира отделни неврони чрез фино стъклено влакно.