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

Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

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

Вокруг света
Что бы вы сказали себе 18-летнему, если бы могли вернуться в прошлое? Вот 25 идей Что бы вы сказали себе 18-летнему, если бы могли вернуться в прошлое? Вот 25 идей

Как именно (и зачем) нужно обращаться к себе из прошлого

Psychologies
Параллельные люди Параллельные люди

С какими альтернативными человечествами мы могли бы делить Землю?

Вокруг света
Свечи и электрическая печь могут повреждать ДНК: как с этим бороться Свечи и электрическая печь могут повреждать ДНК: как с этим бороться

Воздух в наших квартирах и домах ужасно загрязнен! И вот почему

ТехИнсайдер
Лабиринт: запутанная история Лабиринт: запутанная история

Самые необычные лабиринты мира – история и тайны

Вокруг света
Путеводитель по винному миру. Как правильно читать и понимать «географические указания» на этикетках вин Путеводитель по винному миру. Как правильно читать и понимать «географические указания» на этикетках вин

Что такое «географические указания» на этикетках вин

СНОБ
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
Пятая часть осетрины и черной икры из стран в нижнем течении Дуная оказались браконьерскими Пятая часть осетрины и черной икры из стран в нижнем течении Дуная оказались браконьерскими

Уровень браконьерства подрывает усилия по охране последних осетровых Европы

N+1
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Дом среди сосен Дом среди сосен

Архитектор Елена Андреева и ее партнеры с нуля построили загородный дом мечты

SALON-Interior
Светлая мысль Светлая мысль

Как появилась и эволюционировала электрическая лампочка

Вокруг света
Мини-скот: когда россияне начнут есть мух и кого ими уже кормят Мини-скот: когда россияне начнут есть мух и кого ими уже кормят

Где уже используется продукция из мух и будем ли мы с вами их есть?

Forbes
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Не переключайтесь: 15 лучших фильмов на Netflix, которые идут не больше 90 минут Не переключайтесь: 15 лучших фильмов на Netflix, которые идут не больше 90 минут

Классика от Орсона Уэллса, о катастрофах и фильмы Дэвида Кроненберга

Правила жизни
Как оплатить ЖКХ Как оплатить ЖКХ

5 способов, которые сделают твою жизнь проще и комфортнее

Лиза
Новый «зеркальный ящик» для доктора Хауса: виртуальная реальность создает реальные ощущения Новый «зеркальный ящик» для доктора Хауса: виртуальная реальность создает реальные ощущения

Может ли рука чувствовать виртуальный предмет?

ТехИнсайдер
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии Оксана Кириллова: «Виланд». Первая часть трилогии

Отрывок из романа, связывающего Германию 1930-х и Россию 1990-х

СНОБ
Славный город Славный город

Все годы жизни Севастополь подтверждал правильный выбор своего имени

Отдых в России
Плюсы и минусы 5 способов эпиляции, которые помогут вам сделать выбор Плюсы и минусы 5 способов эпиляции, которые помогут вам сделать выбор

Выбираете между несколькими видами избавления от нежелательных волос?

Psychologies
Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно Что означает значок замка в адресной строке браузера: многие понимают его неправильно

Стоит ли беспокоиться, когда значок замка появляется в браузере?

ТехИнсайдер
Банальность против зла Банальность против зла

Как Терренс Малик превратил пафос в киноязык

Weekend
Шопинг-терапия: почему покупки могут работают как антистресс Шопинг-терапия: почему покупки могут работают как антистресс

Как подходить к шопингу, чтобы он действительно приносил удовольствие

Forbes
Актуальная архаика Актуальная архаика

Маяна Насыбуллова: слепки с реальности

Weekend
Одиночество, переезд и люди, которые живут на улице: три новые книги для детей и подростков Одиночество, переезд и люди, которые живут на улице: три новые книги для детей и подростков

Книги о подростковом одиночестве и несколько историй о миграции сквозь века

Правила жизни
Человек тигру не друг! Узнайте историю львов-людоедов из Цаво Человек тигру не друг! Узнайте историю львов-людоедов из Цаво

Ночью тишина над рекой Цаво прерывалась криками

ТехИнсайдер
Компактное застолье Компактное застолье

Даже на небольшой кухне должно быть место, где можно уютно позавтракать

Лиза
Евгений Стеблов: «Моя проба вышла настолько удачной, что когда Данелия ее увидел, то сразу сказал: «Где этот парень?» Евгений Стеблов: «Моя проба вышла настолько удачной, что когда Данелия ее увидел, то сразу сказал: «Где этот парень?»

Когда предлагают негодяев, отказываюсь даже за очень хорошие деньги

Караван историй
Железная Голда Железная Голда

Экранизация биографии неповторимой Голды Меир

Дилетант
Психологический тест: выберите место, где вы чувствуете себя в безопасности, и узнайте, что вы за человек на самом деле Психологический тест: выберите место, где вы чувствуете себя в безопасности, и узнайте, что вы за человек на самом деле

В каком месте вы будете чувствовать себя более безопасно?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении