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

Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
Круг счастливых Круг счастливых

Как предприниматель Борис Акимов организовал сообщество счастливых людей

Новый очаг
Великая пустота Великая пустота

Монголия – наименее населенная страна мира

Вокруг света
Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму? Помнят ли белки, где они спрятали свои запасы на зиму?

Составляют ли белки «карту сокровищ»?

ТехИнсайдер
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Что на самом деле совершили панфиловцы и сам Панфилов осенью 1941-го Что на самом деле совершили панфиловцы и сам Панфилов осенью 1941-го

Дискуссии о подвиге 28 панфиловцев — «было? не было? а если было, то как?»

Maxim
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

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

Вокруг света
«Группы смерти», жизнь в интернете и общественный диалог: каким получился фильм «Белый список» «Группы смерти», жизнь в интернете и общественный диалог: каким получился фильм «Белый список»

Режиссер Алиса Хазанова: об умении переключаться после съемок

Psychologies
Где рождается свет Где рождается свет

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

Вокруг света
Как хранение одежды мешает или помогает нам стильно одеваться: советы экспертов Как хранение одежды мешает или помогает нам стильно одеваться: советы экспертов

Сортировка одежды в межсезонье — это не скучная рутина, а стратегическая игра

VOICE
Время Евы Время Евы

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

Вокруг света
Креативная Вселенная Креативная Вселенная

Как прошел и чем завершился студенческий конкурс дизайна Omoda

Автопилот
«Россия, собравшаяся в Крыму» «Россия, собравшаяся в Крыму»

В 1920 году в центре внимания Европы находились события Советско-польской войны

Дилетант
13 психологических приемов, которые помогают расшатать укоренившуюся вредную мысль 13 психологических приемов, которые помогают расшатать укоренившуюся вредную мысль

Как убеждения мешают вашей самооценке или не дают строить счастливые отношения?

Psychologies
Природный прототип Природный прототип

Главным поставщиком идей нередко становится природа

Вокруг света
«Готов снять за любой сомнительный спектакль»: история театральной цензуры в России «Готов снять за любой сомнительный спектакль»: история театральной цензуры в России

Как власти пытались контролировать театральное искусство

Forbes
Одиночество лидера Одиночество лидера

Одиночество как проявление силы человека в исполнении Николая Рериха

Вокруг света
Покровитель и опекун: как Алексей Боголюбов помогал художникам и дружил с императором Покровитель и опекун: как Алексей Боголюбов помогал художникам и дружил с императором

Алексей Боголюбов прививал вкус императорской семье

Forbes
Мини-ПК и одноплатные компьютеры: что это такое и стоит ли покупать? Мини-ПК и одноплатные компьютеры: что это такое и стоит ли покупать?

Мини-ПК: стоит ли покупать такие гаджеты, и для чего они подойдут лучше всего

CHIP
Про напиток из цикория Про напиток из цикория

Есть время и место для кофе и есть время и место для цикория

Наука и жизнь
Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить

Чрезмерное вовлечение в проблемы других людей может сыграть с вами дурную шутку

Psychologies
Лунный путь Китая: большая гонка-2 Лунный путь Китая: большая гонка-2

Американцы получили неукротимого и финансово мощного научного противника

Наука
«Невидимка» Дуссе-Алинь «Невидимка» Дуссе-Алинь

Хабаровский край скрывает сохранившиеся в первозданном виде природные уголки

Наука и жизнь
Расхламляем сарай: занятные самоделки из дождевой бочки, ржавого ведра и прочей дачной утвари Расхламляем сарай: занятные самоделки из дождевой бочки, ржавого ведра и прочей дачной утвари

Если на даче скопилось много металлических предметов, не торопитесь прятать их

ТехИнсайдер
Полезное устройство для кухни и не только: 6 необычных методов использования сита в быту Полезное устройство для кухни и не только: 6 необычных методов использования сита в быту

Скорее записывайте или запоминайте эти лучшие лайфхаки с ситом!

ТехИнсайдер
Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе Стоякам тут не место: почему не стоит заводить отношения на работе

К чему приводят романтические отношения на работе?

Правила жизни
В регби без травм и через Госуслуги: у жесткого вида спорта будет безопасная версия В регби без травм и через Госуслуги: у жесткого вида спорта будет безопасная версия

Как сделать регби более популярным у молодежи?

Forbes
Когда жизнь преподносит тебе только рвоту, радуйся — возможно, ты уже миллионер Когда жизнь преподносит тебе только рвоту, радуйся — возможно, ты уже миллионер

Что такое амбре, как она связана с рвотой и кому принадлежит?

ТехИнсайдер
Редактирование оснований ДНК впервые помогло пациентам с семейной гиперхолестеринемией Редактирование оснований ДНК впервые помогло пациентам с семейной гиперхолестеринемией

Исследователи сообщили о первом успехе редактирования оснований ДНК

N+1
Сахарские странники – аддаксы Сахарские странники – аддаксы

Аддаксы – одно из наиболее редких млекопитающих в мире

Знание – сила
Открыть в приложении