Усовершенствованная технология оптогенетики делает нейроны чувствительными к слабому свету и позволит изучать мозг без вскрытия черепа подопытных животных.
Оптогенетика позволяет контролировать нейроны светом / ©Inbal Goshen, Karl Deisseroth, PNAS
В последние годы наука о мозге получила в свое распоряжение новый мощный инструмент — оптогенетику, метод стимуляции нервных клеток узким лучом лазера. Она позволяет избирательно активировать интересующие ученых нейронные паттерны, заставляет животных двигаться, вмешиваясь в работу памяти, обучения и других функций мозга.
Однако оптогенетика требует получения ГМ-животных, в нужные нейроны которых внесены гены светочувствительных белков, и операции на черепе — для установки массива тонких нитей оптоволокна, через которые можно было бы воздействовать на клетки лазером.
Все это сложно и опасно: и неудивительно, что большой интерес привлекло сообщение команды Роберта Десаймона (Robert Desimone) — профессора Массачусетского технологического института и главы Института исследований мозга Макговерна. На проходящей в Чикаго ежегодной встрече американского Общества нейронаук ученые рассказали о возможности существенно облегчить подготовку оптогенетических исследований.
Ученые получили искусственный чувствительный белок SOUL, способный реагировать и менять конформацию в ответ даже на очень слабый и рассеянный свет. Инъекция белка в мозг подопытных макак сделала их нейроны чувствительными к такому излучению. Эксперименты показали, что вместо сложной операции по установки в череп оптоволоконных элементов достаточно обойтись небольшим отверстием, сквозь которое мозг освещается синим светом. Это заставляет активироваться нейроны на глубине вплоть до 5,8 миллиметра. Свет другой длины волны (оранжевый) вызывает обратный конформационный переход белка SOUL и торможение нейронов.
Авторы уверены, что более тонкий череп грызунов, таких как лабораторные мыши, и вовсе не понадобится сверлить, просвечивая его насквозь достаточно мощным источником излучения.
