Вчені навчилися керувати роботою мозку за допомогою ультразвуку

Молекулярні біологи і нейрофізіологи створили незвичайний підвид трансгенних черв'яків-нематод, поведінкою і роботою мозку яких можна керувати за допомогою ультразвуку.

"На відміну від світла, низькочастотний ультразвук може поширюватися по тілу, майже не розсіюючись при цьому. Це може бути великим плюсом в тому випадку, якщо ви хочете стимулювати якусь глибоко розташовану частина мозку, не впливаючи на інші відділи нервової системи", - сказав Стюарт Ібсен з Інституту Салка в Ла-Хойї (США).

Вчені навчилися керувати черв'яками-нематодами за допомогою ультразвуку і незвичайних бульбашок повітря в навколишньому їх живильному середовищі, модифікувавши ген безхребетних так, що їх нервові клітини почали сприймати інформацію, яка передається ультразвуком.

Основою даної трансформації стала пересадка в ДНК хробака гена TRP-4, який містить в собі "інструкції" по збірці молекул незвичайного білка. Цей білок відіграє роль одного з каналів-пор на поверхні мембрани нейронів, який пропускає іони певного типу, в даному випадку - кальцію. Коли ультразвук вдаряє по молекул цього білка, цей канал відкривається, у результаті чого клітина випускає імпульс струму.

Дана методика дозволяє управляти роботою окремих нейронів або примітивом мозком хробака в цілому, використовуючи високоточний джерело ультразвуку та особливі повітряні бульбашки, які покриті спеціальним шаром жирів і фарби, за допомогою яких дослідники фокусують звукові сигнали на конкретних клітинах всередині тіла нематоди.

"Головний скарб ховається за питанням, чи може ця методика працювати з мозком ссавців. Ми вже почали перші експерименти на мишах. Якщо нам вдасться зробити стрибок і ми зможемо пристосувати соногенетику для роботи з людьми, наші колеги зможуть знайти способи "безконтактного" управління роботою нейронів", - зазначив один з авторів дослідження Срікант Чаласані.

Раніше нейрофізіологи з лабораторії Мігеля Николелиса в Університеті Дьюка вперше з'єднали мізки декількох мавп в живий комп'ютер, що здатний виконувати завдання і вирішувати проблеми.