Биология

Оптогенетика позволила вызвать у мышей галлюцинации

icefront/Getty Images

Направляя тусклые красные лучи света на мозг лабораторных мышей, ученые вызывали у них галлюцинации. Встроенный в клеточные мембраны белок-канал регистрировал излучение и активировал работу нейронов зрительной коры. Исследование было опубликовано на страницах журнала Science.

Перцептивные переживания могут возникнуть в результате активности клеток коры головного мозга. Визуальную информацию обрабатывает зрительная кора. Сигналы проходят путь от глаза до затылочной доли, где активируют работу специальных нейронов. Зрительную кору содержат оба полушария: зрительная кора левого полушария принимает сигналы от правого глаза, а правого полушария — от левого глаза. К процессу подключаются и другие области мозга, связанные со зрительной корой, и помещают изображение в контекст. Иногда (например, во сне) мозг может генерировать изображения без участия глаз.

В июне компания Second Sight в Лос-Анджелесе анонсировала ранние клинические результаты устройства для восстановления зрения у слепых. Аппарат работает на электродах, вживленных в зрительную зону коры. Электроды стимулируют мозг в ответ на информацию, регистрируемую камерой. Система позволила шести пациентам различать белый квадрат на черном фоне. Возможно, в будущем устройство даст возможности обрабатывать более сложную картину.

Команда Карла Диссерота из Стэнфордского университета с коллегами применили метод оптогенетики и создали в мозгу мыши образы горизонтальных и вертикальных полос. В мембраны клеток биоинженерными методами был встроен белок красный каналодопсин (red-shifted channelrhodopsin, ChRmine). Мышам с модифицированными клетками мозга демонстрировали изображения горизонтальных или вертикальных полос и обучили лизать поилку только в ответ на вертикальные. Регистрируя активность мозга, ученые определили порядка 20 клеток, обрабатывающих вертикальные полосы. Направляя красные лучи именно на эти клетки, ученые вызывали работу белка каналодопсина и активацию нейронов. Как результат — мыши начинали лизать поилку. При стимуляции нейронов горизонтальных полос мыши к поилке не притрагивались.

В перспективе ученые надеются исследовать этим методом функцию нейронов восприятия цвета и формы, звука и даже осязания.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.