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
Идти навстречу светилу! Идти навстречу светилу!

История института солнечно-земной физики уходит корнями в докосмическую эру

Наука и жизнь
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

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

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
Светлая мысль Светлая мысль

Как появилась и эволюционировала электрическая лампочка

Вокруг света
Можно ли «пережить» акне? Можно ли «пережить» акне?

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

Здоровье
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру 7 шагов, чтобы безболезненно вернуться к бывшему партнеру

Стоит ли дать прошлым отношениям второй шанс?

Psychologies
Где рождается свет Где рождается свет

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

Вокруг света
Наука, война, тюрьма: как сложилась карьера первой женщины-академика СССР Лины Штерн Наука, война, тюрьма: как сложилась карьера первой женщины-академика СССР Лины Штерн

История первой женщины, ставшей действительным членом Академии наук ССС

Forbes
Идем на восток Идем на восток

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

Вокруг света
Почему мужчина быстро кончает: причины и способы этого избежать Почему мужчина быстро кончает: причины и способы этого избежать

Что является причиной «быстрого финиша» у мужчин?

Psychologies
Здесь русский дух Здесь русский дух

В 2023 году Псков отмечает очередной юбилей — 1120-й день рождения

Лиза
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
Мои инопланетяне! Мои инопланетяне!

Если они прилетели, природа сделала уверенный поворот к приходу весны

Наука и жизнь
Как художник Даши Намдаков стал талисманом для чиновников и бизнесменов Как художник Даши Намдаков стал талисманом для чиновников и бизнесменов

Как художник Даши Намдаков стал главным скульптором России

Forbes
Мир наизнанку Мир наизнанку

Брейгель – художник, но слова в его работах играли не только роль названий

Вокруг света
Планета номер Икс Планета номер Икс

Гипотетическую девятую планету до сих пор не увидели ни в один телескоп

ТехИнсайдер
Редактирование генома человека впервые помогло справиться с «плохим» холестерином Редактирование генома человека впервые помогло справиться с «плохим» холестерином

При отключении гена PCSK9 вероятность инфаркта резко снижается

ТехИнсайдер
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
Почему так дорого? Почему так дорого?

Как узнать, сколько стоит handmade-изделие: подсказки самозанятому

Лиза
Почему наша память становится хуже и как ее улучшить: 5 советов от невролога Почему наша память становится хуже и как ее улучшить: 5 советов от невролога

Что приводит к ухудшению памяти и что стоит сделать, чтобы улучшить ее

Psychologies
Стоит ли заводить отношения с мужчиной сразу после его развода: мнение психолога Стоит ли заводить отношения с мужчиной сразу после его развода: мнение психолога

Что важно знать, если вам встретился мужчина, переживающий развод

Psychologies
Каким получился «Слово пацана» — сериал о казанских ОПГ 1980-х, поражающий масштабом? Каким получился «Слово пацана» — сериал о казанских ОПГ 1980-х, поражающий масштабом?

«Слово пацана»: почему этот сериал выходит за рамки обычной криминальной драмы

Правила жизни
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
Банальность против зла Банальность против зла

Как Терренс Малик превратил пафос в киноязык

Weekend
В стиле ретро В стиле ретро

Вдохновляемся нестареющей классикой

Лиза
У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания У этого животного совсем нет извилин. Но оно скорее умрет не от глупости, а от венерического заболевания

Эти животные слишком ленивы, чтобы умереть

ТехИнсайдер
Дело молодое Дело молодое

Автопром ищет точки соприкосновения, чтобы не проиграть борьбу за юные сердца

Автопилот
Что будет, если питаться фастфудом каждый день Что будет, если питаться фастфудом каждый день

Как фастфуд влияет на физическое и психическое здоровье?

РБК
Открыть в приложении