Светящиеся нейронные пути человеческого мозга. Источник: AI
Нейробиология долгое время напоминала попытки починить швейцарские часы с помощью кувалды. Вы могли либо стимулировать огромный участок мозга, надеясь на нужный эффект, либо не трогать ничего вообще. Однако исследователи из Института невронаук Дель Монте при Университете Рочестера решили, что пора переходить на «ювелирные» инструменты. Они представили метод, позволяющий избирательно управлять коммуникацией между конкретными областями коры головного мозга у приматов.
Объектом исследования стали игрушки – маленькие обезьяны, которые в современной науке считаются золотым стандартом для изучения сложных когнитивных процессов. В отличие от грызунов, их мозг гораздо ближе к человеческому, что делает результаты экспериментов не просто интересными цифрами в отчетах, а реальной основой для медицины будущего.
Оптогенетика на стероидах
В основе новой технологии лежит усовершенствованная оптогенетика. Если коротко: это способ, где клеточки модифицируют на генном уровне так, чтоб они реагировали на свет. Ранее учёные могли активировать или подавлять целые группы нейронов в определенной зоне. Новый подход позволяет действовать значительно тоньше – включать или выключать только те нейроны, которые соединяют конкретные зоны коры. Это как возможность заблокировать звонки только от одного назойливого абонента, не выключая весь телефон.
Эксперименты показали, что с помощью лазерного излучения можно изолировать и исследовать отдельные длинные нейронные пути. При этом соседние клетки, не участвующие в конкретном диалоге между отделами мозга, остаются абсолютно спокойными. Таковой уровень селективности ранее числился практически фантастикой в работе с приматами.
Зачем нам этот пульт управления?
Руководитель проекта Куан Хонг Ван (Kuan Hong Wang) объясняет, что теперь наука может в реальном времени наблюдать, как мозг принимает решение или обрабатывает социальную информацию на уровне отдельных проводов связи.
Теперь мы сможем точно контролировать, как отдельные области мозга обмениваются информацией. Это позволяет изучать работу сложных нейронных сетей, лежащих в основе восприятия и социального поведения.
Это не просто очередная победа в лаборатории. Понимание того, как именно ломаются эти линии электропередач, является ключом к лечению неврологических и психических расстройств. Шизофрения, аутизм и депрессия часто связаны с нарушением коммуникации между отделами мозга, а не с повреждением самой коры. В перспективе разработка Университета Рочестера может стать фундаментом для создания адресных методов терапии, где вместо тяжелых препаратов будут использовать точечное воздействие на нейронные цепи.
Пока ученые разбираются с внутренним космосом нашей головы, мы можем взглянуть на настоящую вселенную. К примеру, недавно NASA опубликовало историческое фото Земли, сделанное с борта Orion. Это замечательное напоминание о том, что исследования микромира внутри черепа и макромира за пределами планеты идут бок о бок.