Управление мозгом с помощью света порождает много надежд и столько же опасений

Вокруг светаНаука

Идущие за лучом

Переписать воспоминания, превратить в биоробота или избавить человечество от слепоты и депрессии – все это возможно благодаря оптогенетике. Управление мозгом с помощью света порождает множество надежд и почти столько же опасений.

Текст: Михаил Орлов

Нейронная сеть с электрической активностью нервных клеток (художественная интерпретация)

Светофор для беспозвоночных

В полумраке клетки возится вроде бы обыкновенная крыса, занятая своими делами. Она прогуливается, принюхивается, шевеля усами, прикладывается к поилке, чистит белую шерстку… Вот только почесать макушку крысе затруднительно: позади глаз из ее черепа торчит оптоволокно, зафиксированное стоматологическим цементом. Оно испускает яркий голубой свет и соединено с проводами, которые теряются в темноте где-то наверху.

Что за странная картина? Может, перед нами кадры нового фантастического фильма? На самом деле крыса со светящимся черепом – это не плод фантазии и не какая-то вычурная декорация, а вполне себе реальность и для некоторых ученых даже повседневность. Место действия – одна из множества лабораторий, где проводят эксперименты с  применением оптогенетики, метода, позволяющего управлять мозгом с помощью лазера или светодиода. Фантастическое сияние на голове крысы – не спецэффект: это излучение с определенной длиной волны (т. е. цветом), которое избирательно воздействует на определенную группу нейронов: может их включать, выключать или «прибавить мощность».

С помощью оптогенетики биологи уже могут влиять на импульсивность поведения животных, их внимание, эмоциональное состояние, аппетит и многое другое. Так, в одном из исследований мышей научили бояться клетки, где им никогда не причиняли вреда. Зато в ней им с помощью оптогенетики активировали те нейроны, которые «помнили» о мучениях грызунов в другой клетке. Такие нервные клетки локализованы в гиппокампе – области мозга, связанной с памятью и ориентированием в пространстве. В результате мыши стали ассоциировать безвредную клетку с опасностью. Условно говоря, им «имплантировали» память о плохих событиях, которые никогда не случались.

Чтобы проверить, насколько устойчивы искусственные воспоминания, ученые «отшибли» мышам память с помощью химических препаратов. Затем экспериментаторы снова подействовали светом на клетки гиппокампа, и страшные воспоминания о никогда не бывшем послушно вернулись.

Если можно управлять памятью, можно ли превратить живое существо в послушного робота? Да. Правда, с крысами такое пока не проделывали – все-таки у грызунов весьма сложный мозг. Ученые превратили в автомат нематоду Caenorhabditis elegans. В природе крошечный, длиной всего в миллиметр червячок живет в почве, где питается органическими остатками, проползая через твердое и  проплывая по жидкому. Этот скромный и непримечательный червь стал для биологов одним из самых важных модельных организмов. И все потому, что в организме C elegans все просто и прозрачно. Его внутренности буквально просвечивают насквозь, а клетки червя, в том числе и нервные, известны наперечет. У редко встречающихся самцов 385 нейронов, у гермафродитов (самок как таковых у них нет) – 302.

В своих работах биологи сделали крошечную нематоду настоящей марионеткой. Например, посветят на определенную группу нервных клеток зеленым лазером – червячок торопливо ползет, посветят ультрафиолетовым – тот застынет. Получается своего рода светофор.

С помощью оптогенетики несчастную нематоду можно заставить стать короче, длиннее, отложить яйца. Или, отключив ее собственные связи нервов с  мышцами («лишив воли»), сделать биороботом, которым можно как угодно управлять извне.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Великая пустота Великая пустота

Монголия – наименее населенная страна мира

Вокруг света
Александр Сысоев — Forbes: «У меня не было мысли называть себя лидером индустрии» Александр Сысоев — Forbes: «У меня не было мысли называть себя лидером индустрии»

Александр Сысоев создал одну из самых успешных экосистем в ресторанной индустрии

Forbes
Идем на восток Идем на восток

Увидеть 3 архитектурные эпохи, пожить в XVIII веке и отведать арзамасских гусей

Вокруг света
Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев

Палеогенетики исследовали ДНК 1763 африканцев

N+1
Время Евы Время Евы

История о том, как ученые всех запутали библейской метафорой об Адаме и Еве

Вокруг света
Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму? Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму?

Составляют ли белки «карту сокровищ»?

ТехИнсайдер
Светлая мысль Светлая мысль

Как появилась и эволюционировала электрическая лампочка

Вокруг света
Правила жизни Льва Толстого Правила жизни Льва Толстого

Правила жизни великого российского писателя Льва Толстого

Правила жизни
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Лидер, игрок, мудрец: 12 архетипов, которые складываются в ходе взросления с братьями и сестрами Лидер, игрок, мудрец: 12 архетипов, которые складываются в ходе взросления с братьями и сестрами

Почему так важно дружить с братьями и сестрами, особенно когда мы взрослеем?

Psychologies
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

Кем могла бы быть волшебная Жар-птица с точки зрения науки?

Вокруг света
Порнозависимость: что это и как с ней бороться Порнозависимость: что это и как с ней бороться

Когда просмотр порно становится зависимостью?

РБК
Одиноко сидит город Одиноко сидит город

Все чаще слышны разговоры о том, что у больших городов нет будущего

Вокруг света
10 цитат Антона Макаренко, которые поднимут родителей на новый уровень 10 цитат Антона Макаренко, которые поднимут родителей на новый уровень

Каким должен быть авторитет для детей, могут ли родители быть друзьями

Psychologies
Вода королевы Вода королевы

О некоторых удивительных ароматах и ингредиентах раньше сочиняли легенды

Вокруг света
Роболапа с эластичной подошвой распознает тип поверхности на слух Роболапа с эластичной подошвой распознает тип поверхности на слух

Инженеры разработали чувствительную роболапу под названием TRACE Paw

N+1
Метаморфозы спутника Метаморфозы спутника

Как изменились представления о Селене со времен «Незнайки на Луне»

Вокруг света
Происхождение совершенства Происхождение совершенства

Когда и почему растения свернулись в идеальную спираль

N+1
Всем по собаке Всем по собаке

Как помогать бездомным животным и на какие фонды стоит обратить внимание

Grazia
Сабина Ахмедова Сабина Ахмедова

Сабина Ахмедова — почему круто быть госпожой своей жизни

Собака.ru
Александр Ефимович Теплоухов: личность, семья, работа Александр Ефимович Теплоухов: личность, семья, работа

Александр Теплоухов — крупнейший русский лесовод, археолог, историк, этнограф

Знание – сила
6 типажей, которые помогут распознать в ребенке будущего нарцисса 6 типажей, которые помогут распознать в ребенке будущего нарцисса

Специфические черты нарциссов могут начать проявляться уже в юном возрасте

Psychologies
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

Psychologies
«Мы учились понимать историю минерала» «Мы учились понимать историю минерала»

Александр Ферсман — великий российский минеролог и кристаллограф

Наука
Национальная бритва Национальная бритва

Как во Франции смертная казнь уровняла все сословия и преступления

Дилетант
Заводим собаку? 6 причин, по которым тебе это делать точно не надо Заводим собаку? 6 причин, по которым тебе это делать точно не надо

Решаться стать собачником на эмоциях точно нельзя. И вот почему

Лиза
Что и как ломают снегоходчики? Что и как ломают снегоходчики?

Какие травмоопасные ситуации поджидают новичков при езде на снегоходе?

4x4 Club
Легкий характер Легкий характер

Sirena 48 — самая экономичная яхта на ботшоу в Каннах

Y Magazine
Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица

Почему возникают утренник отеки лица и как предотвратить их появление?

ТехИнсайдер
Путешествие в науку Путешествие в науку

В самом сердце Сибири расположен всемирно известный Академгородок

Отдых в России
Открыть в приложении