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

По следам первопроходцев По следам первопроходцев

Следы эпохи Великих географических открытий – во всей нашей жизни

Вокруг света
Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины Лучшие финансовые результаты венчурных фондов достигаются, когда руководящие позиции занимают женщины

Отсутствие женщин в венчурных фондах лишает индустрию стартапов талантов

Inc.
Испытание счастьем Испытание счастьем

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

Вокруг света
Финишная прямая Финишная прямая

Чек-лист по подготовке к Новому году – за месяц до праздника

Лиза
Солнце Тосканы Солнце Тосканы

«Темное прошлое» солнечного напитка вин санто, тосканского вина

Вокруг света
Как избавиться от неприятного запаха в кухонной раковине: 5 проверенных годами методов Как избавиться от неприятного запаха в кухонной раковине: 5 проверенных годами методов

Как избавиться от ужасного запаха из труб?

ТехИнсайдер
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
Сказка об умозрительном времени Сказка об умозрительном времени

«Год рождения»: 1990-е как пустая метафора

Weekend
Где рождается свет Где рождается свет

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

Вокруг света
10 самых уродливых пикапов всех времён 10 самых уродливых пикапов всех времён

Увы, не все из этих грузовиков создавались для того, чтобы стать супермоделями

4x4 Club
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры Бытовые лайфхаки! Вот как можно использовать пустые пластиковые бутылки и контейнеры

Как креативным образом улучшить экологию Земли

ТехИнсайдер
Вон из России! Вон из России!

Осенью 1922-го от причалов отходили не только корабли с белогвардейцами

Дилетант
Ветер в голове Ветер в голове

Что происходит у подростка в голове? Спойлер – это похоже на ядерный взрыв

Здоровье
В жизни как в кино В жизни как в кино

7 ошибок Бриджит Джонс, которые ты совершаешь, даже не замечая

Лиза
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
История связи История связи

Почтовая служба оказала огромное влияние на развитие всей мировой инфраструктуры

Вокруг света
Ошибочка вышла Ошибочка вышла

6 промахов в макияже, которые делают весь образ безвкусным

Лиза
ИИ научился предсказывать появление гигантских волн-убийц в океане ИИ научился предсказывать появление гигантских волн-убийц в океане

Ученые нашли формулу, позволяющую предсказать появление гигантских волн-убийц

ТехИнсайдер
Свобода в союзе с гильотиной Свобода в союзе с гильотиной

Начиналась революция во Франции красиво — с Декларации прав человека

Дилетант
«Спасти мир за 24 ч аса — это про меня!» «Спасти мир за 24 ч аса — это про меня!»

Мы встретились с Мариной Ермошкиной и оказались... на чужой свадьбе!

OK!
12 признаков того, что ваша жена — нарцисс 12 признаков того, что ваша жена — нарцисс

Токсичные признаки женского нарциссизма

Psychologies
Удар шведкой Удар шведкой

Ищем Скандинавию в китайском кроссовере Geely Monjaro

Автопилот
Секс без оргазма: 13 последствий, о которых тебя никто не предупреждал Секс без оргазма: 13 последствий, о которых тебя никто не предупреждал

Какие последствия у секса без оргазма? Рассказываем

VOICE
Багряный сентябрь Багряный сентябрь

После свержения короля Людовика XVI новая власть действовала быстро и жёстко

Дилетант
Очковые пингвины узнали партнера по точкам на теле Очковые пингвины узнали партнера по точкам на теле

Очковые пингвины способны узнать партнера на фотографии

N+1
Издать любой ценой Издать любой ценой

У разных исторических периодов – свои «главные» энциклопедии

Вокруг света
Посмотрите, это же Nissan. Первый тест-драйв Oting Paladin Посмотрите, это же Nissan. Первый тест-драйв Oting Paladin

Эксперт сравнил Oting Paladin с Nissan Terra и назвал различия

РБК
Всем по собаке Всем по собаке

Как помогать бездомным животным и на какие фонды стоит обратить внимание

Grazia
«Сейчас нам предстоит битва»: зачем японские женщины становились самураями «Сейчас нам предстоит битва»: зачем японские женщины становились самураями

Японист Ольга Лебедева рассказывает о трех самых знаменитых воительницах Японии

Forbes
Открыть в приложении