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

Ледниковые прерии Ледниковые прерии

Что погубило тундростепь и мамонтовую фауну?

Вокруг света
«Мы учились понимать историю минерала» «Мы учились понимать историю минерала»

Александр Ферсман — великий российский минеролог и кристаллограф

Наука
Роза севера Роза севера

Самые могущественные во Франции «спонсоры» подарили Шартрскому собору розу

Вокруг света
Гиперответственность или низкая самооценка: почему мы испытываем испанский стыд? Гиперответственность или низкая самооценка: почему мы испытываем испанский стыд?

Чем испанский стыд отличается от обычного стыда и почему мы его испытываем

ТехИнсайдер
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Однажды в Ростове Однажды в Ростове

История одного особняка

Новый очаг
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
«Мы поцеловались первый раз в кадре» «Мы поцеловались первый раз в кадре»

Актеры Анастасия Талызина и Сергей Новосад — о судьбоносных съемках и везении

OK!
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Квалифицированный заказчик: как получаются замечательные школьные здания Квалифицированный заказчик: как получаются замечательные школьные здания

Как получаются замечательные школьные здания

Наука
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм Суровый режиссер Майкл Манн рассказывает про свой новый «Феррари», так зовется его новый фильм

Интервью с человеком, который снял «Схватку», «Полицию Майами» и «Соучастника»

Maxim
Наскальные мультфильмы Наскальные мультфильмы

Рисункам из пещеры Шове больше 30 тысяч лет

Вокруг света
От «Слова пацана» до «Юмориста»: как российские фильмы и сериалы пересобирают эстетику 1980-х От «Слова пацана» до «Юмориста»: как российские фильмы и сериалы пересобирают эстетику 1980-х

Как эпоху 1980-х видят и переосмысливают современные кинематографисты

Правила жизни
Хочешь победить в конкуренции — считай! Хочешь победить в конкуренции — считай!

Суперкомпьютерная отрасль в нашей стране переживает не самые простые времена

Наука и жизнь
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
Путь на Олимп Путь на Олимп

Как возродилась древняя традиция Олимпийских игр

Вокруг света
Вспомнить все: 5 частых ситуаций, которые станут проще с Google Lens Вспомнить все: 5 частых ситуаций, которые станут проще с Google Lens

Сервис умного поиска по фотографиям пригодится на улице, в магазинах и в лесу

ТехИнсайдер
Не просто игра Не просто игра

Учёные доказали, что настольные игры помогают развить математические способности

Здоровье
Комфортный фитнес: так бывает? Комфортный фитнес: так бывает?

Могут ли тренировки быть не только эффективными, но и комфортными?

Новый очаг
Компактное застолье Компактное застолье

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

Лиза
Ксения Кузнецова: «Если мне что-то не нравится, начинаю над этим работать» Ксения Кузнецова: «Если мне что-то не нравится, начинаю над этим работать»

Ксения Кузнецова – о горах, доме без углов, восприятии своей внешности и счастье

Здоровье
С днем рождения, небесный маэстро! С днем рождения, небесный маэстро!

Вспомним историю легендарного авиаконструктора — Андрея Николаевича Туполева

Наука и техника
«Кешбэки работают лучше всего — людям нравится получать „живые“ деньги» «Кешбэки работают лучше всего — людям нравится получать „живые“ деньги»

Существует ли альтернатива кешбэку?

Деньги
Между бегством и свободой Между бегством и свободой

Как Саша Соколов соединил многие противоположности — и отменил их

Weekend
Как важно быть практичным Как важно быть практичным

Альберто Перроне — об относительно новом явлении на рынке частных яхт

Y Magazine
«Было или не было?»: почему мы скучаем по времени, в котором никогда не жили «Было или не было?»: почему мы скучаем по времени, в котором никогда не жили

Фильмы, фотографии и книги могут вызывать у вас чувство ностальгии

ТехИнсайдер
Актуальная архаика Актуальная архаика

Маяна Насыбуллова: слепки с реальности

Weekend
Исследование: 57% россиян лично сталкивались с хейтерами в соцсетях Исследование: 57% россиян лично сталкивались с хейтерами в соцсетях

Статистика: каждый второй россиянин сталкивался с агрессией в интернете

Inc.
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
Открыть в приложении