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

Мифы и факты: что открыл Галилео Галилей Мифы и факты: что открыл Галилео Галилей

В чем ошибся Галилей

Вокруг света
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.
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

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

Вокруг света
Ученые опубликовали меню королевских трапез британских монархов Георга III и Георга IV Ученые опубликовали меню королевских трапез британских монархов Георга III и Георга IV

Какие блюда подавались к столу двух британских королей?

ТехИнсайдер
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Из спортивной журналистки в предпринимательницы Из спортивной журналистки в предпринимательницы

Как Мария Командная сменила футбол на косметику

Inc.
Выйти из тени Выйти из тени

В некоторых местах планеты бороться с нехваткой света приходится уже сейчас

Вокруг света
Глубокий вдох Глубокий вдох

Какую пользу приносит дыхательная гимнастика?

Лиза
Время Евы Время Евы

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

Вокруг света
Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды» Отрывок из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

Глава из романа Алисы Ханцис «Кариатиды»

СНОБ
Где рождается свет Где рождается свет

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

Вокруг света
Быстрее, выше, сильнее: как связаны спорт и либидо Быстрее, выше, сильнее: как связаны спорт и либидо

Можно ли повысить либидо, занимаясь спортом?

Правила жизни
Одиноко сидит город Одиноко сидит город

Все чаще слышны разговоры о том, что у больших городов нет будущего

Вокруг света
Настоящий антидетектив Настоящий антидетектив

«Белый список»: Алиса Хазанова экранизирует расследование «Новой газеты»

Weekend
Серая орешковая соня Серая орешковая соня

Кем умилялись читатели в 1861 году

Вокруг света
Китайские ученые представили сверхэффективный двигатель Стирлинга Китайские ученые представили сверхэффективный двигатель Стирлинга

Ученые создали работоспособный образец термоакустического генератора Стирлинга

ТехИнсайдер
После людей После людей

Призраки прошлого служат наглядным напоминанием об ошибках человечества

Вокруг света
Доска почёта Доска почёта

Как изготавливают самые быстрые и красивые сноуборды

Robb Report
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
Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников Правила игры: как и зачем внедрять геймификацию в работу сотрудников

Как грамотно встроить элементы геймификации в систему мотивации персонала

Forbes
Сергей Филин: Тяжесть легковесности Сергей Филин: Тяжесть легковесности

Монолог о мужественности в балете

Maxim
Можно ли «пережить» акне? Можно ли «пережить» акне?

Акне в совсем не подростковом возрасте. Велики ли шансы, что «пройдёт само»?

Здоровье
Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири

Достопримечательности, которые демонстрируют, как развивается Новосибирск

СНОБ
8 вещей, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: советы стилистов по составлению базового гардероба 8 вещей, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: советы стилистов по составлению базового гардероба

Как составить капсульный гардероб?

VOICE
Как выбрать идеальный свитер и носить его, если тебе за 50: советы стилистов Как выбрать идеальный свитер и носить его, если тебе за 50: советы стилистов

Что нужно учесть, выбирая свитер на холодное время года?

VOICE
10 цитат Оливера Сакса, которые изменят ваше представление о сознании человека 10 цитат Оливера Сакса, которые изменят ваше представление о сознании человека

Как опыт общения с людьми меняет представление о сознании человека

Psychologies
7 простых правил, которые помогут снизить риск заболеть депрессией 7 простых правил, которые помогут снизить риск заболеть депрессией

Эти семь принципов здорового образа жизни снизят риск возникновения депрессии

Psychologies
Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей Монстры, гедонисты и бесконечно красивые моллюски: готико-романтический взгляд британских исследователей

Идейный фон и повседневность ученых прошлого

Знание – сила
«Я показываю ту страшную жизнь, которая связана с этим дряхлым телом» «Я показываю ту страшную жизнь, которая связана с этим дряхлым телом»

Резо Гигинеишвили о своем фильме «Пациент №1»

Weekend
Что скрывают панические атаки Что скрывают панические атаки

Вас замучили панические атаки, ипохондрия и другие страхи?

Psychologies
Открыть в приложении