Управление поведением обезьян с помощью света
Исследователи впервые показали, что могут контролировать поведение обезьян, используя импульсы синего света для точной активации определённых клеток мозга. Результаты, опубликованные 26 июля в Current Biology, представляют собой ключевой прорыв в оптогенетике — передовом методе установления причинно-следственных связей между активностью мозга и поведением. Учёные полагают, что аналогичный световой контроль разума, вероятно, можно будет применять и для терапии у людей.
«Мы первые, кто показал, что оптогенетика может изменять поведение обезьян», — говорит Вим Вандуффель из Массачусетской больницы общего профиля и Медицинской школы KU Leuven. «Это открывает двери для широкого использования оптогенетики в исследованиях на приматах и для начала разработки оптогенетических терапий для людей».
В оптогенетике нейроны заставляют реагировать на свет путём введения светочувствительных генов, полученных от определённых микроорганизмов. Ранее метод был в основном проверен на беспозвоночных и грызунах, и лишь несколько исследований показали, что оптогенетика может влиять на активность мозга обезьян в мелком масштабе.
В новом исследовании учёные сосредоточились на нейронах, контролирующих определённые движения глаз. Используя оптогенетику вместе с функциональной магнитно-резонансной томографией (fMRI), они показали, что могут активировать эти нейроны светом, вызывая активность мозга и тонкие изменения в поведении, связанном с движением глаз.
Исследователи также обнаружили, что оптогенетическая стимуляция целевого региона мозга вызывает изменения в активности специфических нейронных сетей, расположенных на некотором расстоянии от первичного места световой активации.
Эти результаты не только прокладывают путь к более детальному пониманию того, как разные части мозга контролируют поведение, но и могут иметь важные клинические применения в лечении болезни Паркинсона, зависимости, депрессии, обсессивно-компульсивного расстройства и других неврологических состояний.
«Многие неврологические расстройства можно объяснить нарушением работы специфических типов клеток в очень специфических областях мозга», — говорит Вандуффель. «Как уже отмечал один из ведущих исследователей в оптогенетике, Карл Дейссерот из Стэнфордского университета, важно идентифицировать лежащие в основе нейронные цепи и точную природу нарушений, ведущих к неврологическим расстройствам, и потенциально манипулировать этими неисправными цепями с высокой точностью для их восстановления. Прелесть оптогенетики в том, что, в отличие от любого другого метода, можно влиять на активность очень специфических типов клеток, не затрагивая другие».