Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.06.2021
Сергей Васильев
1 112

Биологи научились контролировать глубокие нейроны ультразвуком

5.5

Новый метод избирательного управления нейронами использует генную модификацию и ультразвук, способный проникать сквозь череп и глубоко в ткани мозга.

©Mycroyance, Flickr

Сегодня для исследований мозга применяют методы оптогенетики. Для этого в мембраны нервных клеток внедряют белки, реагирующие на свет. Соответствующие гены переносятся с помощью генной инженерии и могут запускаться в строго определенных видах нейронов. Излучение, поступающее от лазера или оптоволокна, позволяет с высокой избирательностью активировать эти клетки, чтобы изучить их работу. Так, например, можно «точечно» подавить тягу лабораторных крыс к алкоголю или их агрессию.

Однако оптогенетика требует не только проведения генной модификации, но и опасных инвазивных процедур для подведения лазера или оптоволокна к нужной части мозга. К тому же животные оказываются стеснены в движениях, да и на высших приматах (включая человека) такую процедуру не провести. Поэтому ученые ищут способы сделать процедуру более щадящей — например, заставить ГМ-нейроны реагировать на свет, поступающий извне черепной коробки.

Метод сонотермогенетики позволяет избирательно активировать нейроны, используя фокусированный ультразвук (FUS) / ©©2021 Washington University in St. Louis

Новую альтернативу оптогенетике — «сонотермогенетику» — предложили недавно ученые из Вашингтонского университета, статья которых опубликована в журнале Brain Stimulation. Хун Чэнь (Hong Chen) и его коллеги использовали сходный подход, но вместо белков-опсинов, чувствительных к свету той или иной длины волны, «оснастили» мембраны нейронов ионным каналом TRPV1, который реагирует на изменение температуры.

Для контроля над температурой биологи использовали сфокусированный пучок слабого ультразвука. Такая процедура не требует вскрытия черепа: излучатель фиксируется на нужном участке головы, и ультразвуковые волны способны проникать глубоко внутрь, стимулируя даже те нейроны, которые в принципе недоступны методам оптогенетики. «Поскольку метод неинвазивный, он в принципе может быть масштабирован для применения на крупных животных, а потенциально — и на человеке», — подчеркнули авторы работы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

8 часов назад
Сергей Васильев

Биологи внесли в ДНК червей гены, кодирующие светочувствительные белки. Это позволило управлять ими при помощи света, заставляя двигаться на зеленый сигнал и останавливаться на красный.

5 часов назад
Ольга Иванова

Загадочная русская душа — не фигура речи, а объективная реальность. Как жили славянские крестьяне зимой, почему в нашей стране такие плохие дороги, из-за чего мы любим «супчики», а европейцы — гамбургеры и фастфуд, откуда взялся стереотип о пьющих русских и почему мы стали употреблять меньше водки, почему мы сначала включаем прибор, а потом читаем инструкцию, отчего наши студенты учат все в последнюю ночь перед экзаменом, зачем нам нет дела до розовых кустов, чем мы отличаемся от китайцев и что нас роднит с японцами. Об этом корреспонденту Naked Science рассказал профессор, доктор исторических наук и старший преподаватель СПбГУ Кирилл Назаренко.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: