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

Откуда взошла Луна Откуда взошла Луна

Астрономы давно ломают голову над происхождением Луны

Вокруг света
После антибиотиков: как биологи пытаются предотвратить будущие пандемии После антибиотиков: как биологи пытаются предотвратить будущие пандемии

Как наука и общество должны бороться с пандемиями

Forbes
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Где рождается свет Где рождается свет

Что такое Солнце? Газовый шар плотнее воды, мощнейший термоядерный реактор

Вокруг света
«Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна «Отель «Ройал»: новое исследование харассмента от режиссера фильма о деле Вайнштейна

Как «Отель «Ройал» исследует тему харассмента в дальнем регионе Австралии

Forbes
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Стройными рядами Стройными рядами

Как девушки в СССР следили за фигурой

Лиза
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

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

Вокруг света
Домик на крыше Домик на крыше

Сколько стоит пентхаус

Деньги
Время Евы Время Евы

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

Вокруг света
Позолоченные «бриджертоны» Позолоченные «бриджертоны»

«Буканьерки»: невесты 1870-го выбирают Тейлор Свифт

Weekend
Форменное благочестие Форменное благочестие

Простое печенье маамуль издавна объединяет неспокойный мир Ближнего Востока

Вокруг света
Марина Кравец: «Никогда не пыталась стать частью тусовки» Марина Кравец: «Никогда не пыталась стать частью тусовки»

Марина Кравец – об учебе на филфаке, тревогах материнства и строптивых женщинах

VOICE
Мои инопланетяне! Мои инопланетяне!

Если они прилетели, природа сделала уверенный поворот к приходу весны

Наука и жизнь
Художник Андрей Люблинский: Возможность стать соавтором произведения усиливает интерес к художнику Художник Андрей Люблинский: Возможность стать соавтором произведения усиливает интерес к художнику

Интервью с художником Андреем Люблинским о работе в открытом пространстве

СНОБ
Разум в наследство Разум в наследство

Откуда взялась наша центральная нервная система – головной и спинной мозг?

Вокруг света
Как научиться контролировать гнев: 5 советов из нейрофизиологии Как научиться контролировать гнев: 5 советов из нейрофизиологии

Почему агрессию сложно контролировать и как стабилизировать это состояние?

Psychologies
Дымит разлом Дымит разлом

Как устроена физика Quantum Break

N+1
Ваше здоровье, товарищ страна. Каким получился «Пациент №1» Резо Гигинеишвили? Ваше здоровье, товарищ страна. Каким получился «Пациент №1» Резо Гигинеишвили?

«Пациент №1» — кино мирового класса, разворачивающееся на фоне конца СССР

Правила жизни
Поддастся даже самый упрямый питомец: как приучить кота к лотку Поддастся даже самый упрямый питомец: как приучить кота к лотку

Как приучить к лотку и котенка, и взрослого кота

ТехИнсайдер
Высокая певческая форманта в голосах мальчиков понравилась женской аудитории Высокая певческая форманта в голосах мальчиков понравилась женской аудитории

И мужчины, и женщины распознают высокую певческую форманту в голосах

N+1
Как запланировать успех: 5 полезных инструментов Как запланировать успех: 5 полезных инструментов

Коуч делится инструментами достижения целей

Psychologies
Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев Генетики прочитали 1526 геномов бантуговорящих африканцев

Палеогенетики исследовали ДНК 1763 африканцев

N+1
6 правил, которые помогут безопасно знакомиться в интернете 6 правил, которые помогут безопасно знакомиться в интернете

Пытаясь найти свое счастье в Сети, важно помнить о правилах безопасности

Psychologies
Массовый переход на электромобили должен был решить экологические проблемы — но создал новые Массовый переход на электромобили должен был решить экологические проблемы — но создал новые

Почему Норвегия, пионер по переходу на электрокары, пытается сократить их число

VC.RU
Пропаганда насилия и кража образа Линдси Лохан. В чем обвиняли создателей GTA Пропаганда насилия и кража образа Линдси Лохан. В чем обвиняли создателей GTA

Скандалы вокруг серии игр Grand Theft Auto

СНОБ
Как практиковать медитацию в повседневной жизни: 8 правил Как практиковать медитацию в повседневной жизни: 8 правил

Пользоваться внутренними ресурсами для самоисцеления проще, чем кажется

Psychologies
Пришло время платить Пришло время платить

Какие налоги надо платить и как проверить, есть ли долги

Лиза
Какой срок службы у грязевых шин? Какой срок службы у грязевых шин?

Срок службы у грязевых шин зависит от региона эксплуатации и климата

4x4 Club
Открыть в приложении