Биолози управляваха мозък с ултразвук

Молекулярни биолози и неврофизиолози отгледаха изключително необичаен подвид трансгенни червеи нематоди, чието поведение и работа на мозъка могат да се управляват с ултразвук. Учените са публикували основите на този метод за „контрол на разума“ в сп. Nature Communications.

„За разлика от светлината, нискочестотният ултразвук може да се разпространява по тялото, почти без да се разсейва. Това може да бъде голям плюс, в случай че искате да стимулирате някоя дълбоко разположена част на мозъка, без да въздействате на други отдели от нервната система“, обяснява Стюарт Ибсен (Stuart Ibsen) от Института Солк в Ла Хоя (САЩ).

Ибсен и колегите му се научили да „дирижират“ червеите нематоди с помощта на ултразвук и необичайни мехурчета въздух в заобикалящата ги хранителна среда, модифицирайки генома на безгръбначните по такъв начин, че нервните им клетки започнали да възприемат ултразвукови „команди“.

Тайната на тази трансформация станало присаждането в ДНК на червея на гена TRP-4. Той съдържа инструкции по събиране на молекули на необичаен белтък, играещ роля на един от каналите-пори на повърхността на мембраната на невроните, пропускащи йони от определен тип, калций в дадения случай. Когато ултразвукът удря по молекулите на този белтък, въпросният канал се отваря, в резултат на което клетката изпуска импулс.

Това позволява да се управлява работата на отделни клетки или на целия примитивен мозък на червея, използвайки високочестотен източник на ултразвук и специалните въздушни мехурчета, покрити със специален слой мазнина и оцветител, помагащи на учените да фокусират звуковите сигнали на конкретни клетки в телата на нематодите.

Засега тази методика за „контрол на разума“ – соногенетика, както я наричат учените, работи само за червеите, но нищо не пречи според Ибсен тя да се адаптира за работа с човешки неврони или мозък на други животни.

За работата на методиката е необходимо само да се постави генът TRP-4 в нужните клетки и да се въведе неголямо количество мехурчета в кръвообращението на пациента. Подобни системи, както се надяват учените, ще помогнат на хората да се борят с епилепсия и други разстройства в работата на мозъка.

„Главното съкровище се крие зад въпроса, може ли тази методика да работи с мозък на бозайници. Ние едва започнахме първите експерименти с мишки. Ако успеем да извършим скок и да приспособим соногенетиката за работа с хора, нашите колеги ще могат да открият начини за „безконтактно“ управление на работата на неврона“, заключава Срийкант Чаласани (Sreekanth Chalasani), друг автор на статията.