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

Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
Доступность термитов для шимпанзе долины Исса связали с сезонностью и расселением Доступность термитов для шимпанзе долины Исса связали с сезонностью и расселением

Антропологи несколько лет пробовали ловить термитов в долине Исса

N+1
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
Актуальная архаика Актуальная архаика

Маяна Насыбуллова: слепки с реальности

Weekend
Испытание счастьем Испытание счастьем

Исландия: экстремально короткий световой день, шквальные ветры и ледяные дожди

Вокруг света
Образ свободы и приключений: почему мы романтизируем пиратов Образ свободы и приключений: почему мы романтизируем пиратов

Почему же мы так романтизируем этих зачастую жестоких и беззаконных людей?

ТехИнсайдер
Во глубину сибирских руд Во глубину сибирских руд

По следам декабристов на каторгу в Сибирь

Вокруг света
Бензин вместо дизеля. Что будет, если заправить автомобиль не тем топливом Бензин вместо дизеля. Что будет, если заправить автомобиль не тем топливом

Что нужно делать, если вы залили в бензобак дизельное топливо?

4x4 Club
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Держать лицо Держать лицо

Фейсбилдинг: 7 эффективных упражнений

Лиза
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Побежали! Побежали!

Рассказываем, как правильно бегать осенью и зимой, чтобы не навредить организму

Лиза
Другое измерение Другое измерение

Чем Пабло Пикассо оскорбил друзей и коллег на картине «Авиньонские девицы»

Вокруг света
Канцерогенный фактор: можно ли заболеть раком, если работать по ночам Канцерогенный фактор: можно ли заболеть раком, если работать по ночам

Как нарушения сна связаны с онкогенными факторами?

Psychologies
Правильные слова Правильные слова

Сегодня наш язык снова меняется. Действительно ли он при этом портится?

Вокруг света
Поупражнялись в girl math и съели girl dinner: как «девчачий ужин» и «девчачья математика» стали мемами Поупражнялись в girl math и съели girl dinner: как «девчачий ужин» и «девчачья математика» стали мемами

Что за тренд с girl/boy появился в сети и так ли он безобиден, как кажется

Правила жизни
Путь на Олимп Путь на Олимп

Как возродилась древняя традиция Олимпийских игр

Вокруг света
«Полезное прошлое: История в сталинском СССР» «Полезное прошлое: История в сталинском СССР»

Почему историки перестали называть Ивана Грозного тираном

N+1
«Это все из-за меня!»: почему мы считаем, что ответственны за чувства других людей «Это все из-за меня!»: почему мы считаем, что ответственны за чувства других людей

Как перестать винить себя во всех проблемах

Psychologies
Как отмыть руки после чистки грибов: 5 проверенных методов Как отмыть руки после чистки грибов: 5 проверенных методов

Что тогда делать с образовавшими темными и жирными пятнами на руках от грибов?

ТехИнсайдер
Сомнительная изнанка «Основного инстинкта»: как создавался один из самых популярных фильмов 1990-х Сомнительная изнанка «Основного инстинкта»: как создавался один из самых популярных фильмов 1990-х

На съемках «Основного инстинкта» не обошлось без скандалов и предательств

Правила жизни
Робот в аренду: как можно упростить автоматизацию бизнес-процессов Робот в аренду: как можно упростить автоматизацию бизнес-процессов

Что такое RPA-технологии и как их используют в бизнесе?

Forbes
10 самых ярких Ferrari, о которых стыдно не знать мужчине 10 самых ярких Ferrari, о которых стыдно не знать мужчине

Изучаем культовую и самую дорогую продукцию Ferrari

Maxim
«Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги» «Вырабатывайте привычку регулярно откладывать деньги»

Как научиться грамотно тратить и копить?

Деньги
«Останавливаться я не собираюсь» «Останавливаться я не собираюсь»

Екатерина Молоховская на сцене — артистка, а в жизни — психолог

OK!
4 научных совета о привычках: как перепрограммировать свою жизнь 4 научных совета о привычках: как перепрограммировать свою жизнь

Как ввести новые привычки в свою жизнь легко и без лишних страданий?

ТехИнсайдер
Как работает обет на исполнение желаний: сложный, но верный способ воплотить свои мечты в 2024 году Как работает обет на исполнение желаний: сложный, но верный способ воплотить свои мечты в 2024 году

Есть ли у тебя желание, претворения которого в жизнь ты особенно жаждешь?

VOICE
Почему так дорого? Почему так дорого?

Как узнать, сколько стоит handmade-изделие: подсказки самозанятому

Лиза
Сила в неправде: как и зачем нас дезинформируют Сила в неправде: как и зачем нас дезинформируют

Глава из книги «Новое Просвещение и борьба за свободу знания» Питера Кауфмана

Inc.
Нестыдный рефлекс: 5 причин, почему сдерживать чихание вредно Нестыдный рефлекс: 5 причин, почему сдерживать чихание вредно

Почему позволять себе свободно чихать — это на здоровье

ТехИнсайдер
Открыть в приложении