Поиск - новости науки и техники

Выключатель в голове

Оптогенетическое устройство удалось запустить необычным путем: определенные белки стали вырабатываться в организме мышей благодаря активности головного мозга человека. Об этом сообщает The Scientist.
Устройство, описанное в ноябрьском номере журнала Nature Communications, использует электрическую энергию мозговых волн для включения светодиода, который, в свою очередь, активирует светоиндуцируемые гены, находящиеся в крохотном имплантате под кожей у мыши. Как отмечает в связи с этой публикацией The Scientist, в один прекрасный день такая система может предоставить новые возможности лечения на генном и клеточном уровнях, которое будет реакцией на специфическое ментальное состояние индивидуума. И хотя описание этого хитроумного изобретения звучит фантастически, в основе системы комбинация двух хорошо известных методов: оптогенетики, использующей для регуляции активности генов светочувствительные белки, и базирующегося на электроэнцефалографии интерфейса “мозг – компьютер”, который преобразует электрические потенциалы головного мозга в команды для электронных систем. Для создания управляемой интерфейсом “мозг – компьютер” оптогенетической системы группа биоинженеров под руководством Мартина Фуссенеггера (Martin Fussenegger) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) собрала миниатюрное имплантируемое устройство, содержащее клетки, которые реагируют на ближний инфракрасный свет, и светодиод, который излучает в этом диапазоне. Под воздействием такого света клетки начинают производить бактериальную молекулу, запускающую синтез интерферонов.
Имплантат с клетками и светодиодом связан с монитором, который улавливает мозговые волны через электроэнцефалографический датчик на лбу человека, посредством беспроводного устройства Bluetooth. Наблюдая за активностью головного мозга испытуемых, ученые просили их выполнить одно из трех умственных упражнений: 10 минут поиграть в компьютерную игру “Майнкрафт”, попытаться контролировать собственную мозговую активность в зависимости от яркости дисплея или просто расслабиться, медитируя или отдавшись произвольному течению мыслей. В каждом из трех случаев производимые мозгом электрические сигналы имели специфику. Эти сигналы с определенными электроэнцефалографическими характеристиками преобразовывались до пороговых значений, которые “включали” светодиод и таким образом освещали клетки внутри будущего имплантата. При вживлении под кожу мыши в оптогенетическом имплантате в ответ на тот или иной электроэнцефалографический человеческий сигнал возникало электрическое поле. Мозговая волна с определенными характеристиками преобразовывалась в сигнал, который поступал на приемник, а затем “включал” светодиод. Излучение этого оптического электрода, или, как его называют в оптогенетике, оптрода, активировало гены в клетках внутри имплантата, а синтезируемый ими белок (щелочная фосфатаза) посредством диффузии через полупроницаемую мембрану поступал в кровоток животных, где легко отслеживался.

Нет комментариев