Любовь под лазером

Рано или поздно наука превращает в реальность многие сказочные фантазии. Правда, всегда по-своему: вместо ковра-самолета у нас имеются просто самолеты, вместо жар-птицы ? электричество, а вместо приворотного зелья ? современные биотехнологии. Щелкните небольшим переключателем в мозге дрозофилы ? и она «влюбится», испытывая непреодолимую страсть к первому попавшемуся предмету. Будь то даже простой шарик из воска.

В соответствующие нейроны мухи можно встроить гены, активирующиеся в ответ на небольшое точечное нагревание (термогенетический метод) или освещение (оптогенетический). Недавно американские нейрофизиологи скомбинировали оба этих подхода, добившись весьма интересных и поучительных результатов.

Теоретически для этого можно было бы использовать оптоволоконный кабель, тянущийся прямо в мозг дрозофиле. Он позволил бы передавать свет лазерного луча точно на нужные нейроны, те, которые содержат модифицированные гены, реагирующие на свет и начинающие производство белков. Однако мозг мухи слишком мал даже для самого тонкого оптоволокна. Не удастся стимулировать такие гены и простым освещением извне: видимый свет практически не способен проходить сквозь экзоскелет насекомого.

Однако тепло проникает через него легко. Еще некоторое время назад термогенетический метод был успешно использован для активации в нейронах дрозофилы гена, ответственного за синтез белка TRPA1, участвующего в контроле различных форм поведения. Таких мух достаточно было поместить в подогретый воздух ? и их поведение менялось уже через несколько минут.

Но вот недавно американские ученые научились делать это почти мгновенно: система, названная ими «Изменяющее разум мухи устройство» (Fly Mind-Altering Device, FlyMAD), начинается с видеокамеры, которая постоянно отслеживает точное положение мушки. По команде компьютера включается инфракрасный лазерный луч, который быстро и точно нагревает голову насекомого.

^{Нейрофизиологи заставили муху влюбиться, осветив лазером нейроны соответствующих центров ее мозга}

^©nature.com

На лабораторных испытаниях устройства ученым удалось активировать тот же ген TRPA1 уже почти моментально, заставив дрозофилу активно проявлять стремление к спариванию, причем буквально с чем угодно. В соответствии с заложенной в нее программой, стимулированная лазером мушка начинала кружить вокруг предмета страсти, стараясь привлечь ее звуком «песни», которая создается специальными колебаниями крылышек. «Любовное» действие лазера продолжалось в течение примерно 15 минут после его отключения.

Аналогичные эксперименты с активацией TRPA1 в других нейронах ? тех, которые контролируют координацию движений ? заставляли муху по «команде» лазера лететь в обратном направлении. Система FlyMAD проще в использовании, чем распространенные сегодня оптогенетические методы, что обещает ей широкое распространение в исследовательской практике, а для самих ученых открывает возможность изучения таких эффектов, какие до сих пор приходилось исследовать лишь на мышах и других достаточно крупных животных. Формирование воспоминаний, принятие решений и другая когнитивная деятельность ? все это сегодня можно изучить и на мухах. Настолько, насколько мухи сами на это способны.