Optogenetika Duping mozgu - pozorovateľ

Optogenetika Duping na mozog

Vedci využívajú na manipuláciu mozgových buniek optogenetiku. Týmto spôsobom môžu dekódovať mozgové procesy, ale tiež riadiť pocity alebo vnímanie. Kde sú limity?

duping

Ako na diaľkové ovládanie: Farebné svetlo stimuluje určité nervové bunky v mozgu hlodavca. Týmto spôsobom môžu vedci lokalizovať príčinu porúch.

Obrázok: Popular Science/Gettyimages

Myš v klietke usilovne čuchá po stenách a podlahe. Na jej hlave je pripevnený kábel. Výskumník mozgu Andreas Lüthi stlačí vypínač. Modré svetlo prúdi cez optické vlákna kábla do mozgu myši. Zviera náhle zastaví svoje pohyby a upadne do akejsi paralýzy. Vedec zmení farbu na žltú. Ako by sa nič nestalo, myš znova skúma klietku. Modré svetlo vás núti opäť sa pozastaviť. Ostáva nehybná, akoby sa bála. „Centrum svetla môžem zapnúť a vypnúť pomocou svetelného lúča,“ vysvetľuje Lüthi.

Vedec sa fenoménu strachu a jeho príčinám venuje už viac ako desať rokov. Nie ako psychiater alebo psychológ, ale ako výskumník mozgu v inštitúte Friedricha Mieschera v Bazileji. Vykonáva experimenty na zvieratách a izolovaných nervových bunkách a študuje biochemické procesy v mozgu, ktoré vyvolávajú strach. Výsledky by mali pomôcť lepšie pochopiť pôvod úzkosti a záchvatov paniky u ľudí a optimalizovať ich liečbu.

To, čo Lüthi robí, sa nazýva optogenetika. Metóda prekvapivo kombinuje optiku s genetickým inžinierstvom a umožňuje hlboký náhľad do mozgu. Jednotlivé mozgové bunky sú stimulované pomocou krátkych svetelných impulzov. „Ich aktiváciou alebo deaktiváciou stlačením tlačidla môžeme prvýkrát preskúmať, čo jednotlivé nervové bunky robia,“ hovorí Lüthi. To umožňuje študovať sieť miliárd mozgových buniek v predtým nedosiahnuteľnom rozlíšení. Zásah do centrálneho nervového systému umožňuje manipuláciu s jednotlivými neurónmi. To vytvára potenciál pre zneužívanie a získava kritiku.

Molekuly rias vysielajú posolské látky

Optogenetika začala v USA. Neurológovia roky hľadali spôsob, ako manipulovať s jednotlivými nervovými bunkami v intaktnom mozgu. Svetlo sa javilo ako médium vhodné, ale dlho sa neimplementovalo. Až kým sa konečne nenašlo riešenie pre riasy. Niektoré druhy majú proteínové molekuly, ktoré reagujú na svetelné impulzy rôznych farieb s určitými chemickými signálmi. Psychiater a genetik Karl Deisseroth, ktorý teraz vykonáva výskum na Stanfordskej univerzite v Kalifornii, uznal potenciál týchto takzvaných opsínov. Pašoval ich do kultúr nervových buniek a našiel spôsob, ako bunky stimulovať svetlom. V ďalšom štádiu použil ako „trajekty“ neškodné vírusy, pomocou ktorých preniesol svetlocitlivý systém do mozgu zvierat. To mu umožnilo ovládať jednotlivé neuróny pomocou jemného skleneného vlákna.