Інтернет-залежність. «Вимикач» нейронного збудження

Интернет-зависимость - Часть 13Отже, тепер треба було знайти другу складову — «вимикач» нейронного збудження. Бойден закінчив свою дисертацію, отримав ще рік для додаткової роботи, а потім повернувся в Массачусетський технологічний інститут, щоб у віці 27 років очолити власну лабораторію. Він знайшов бактеріальний ген халорходопсин (halorhodopsin), вважаючи, що його властивості виявляться протилежні ченнелро-допсину (channelrhodopsin). У 2006 році Бойден і його колега Ксю Хан (Xue Han) вбудували халорходопсин в нейрони, які потім облучили жовтим світлом, — і збудження останніх припинялося. На наступному етапі роботи вчені вбудували в нервові клітини обидва гена — і, варіюючи синьо-блакитний і жовтий світло, отримали можливість ініціювати, так і пригнічувати збудження нейронів.

Чудово. Тепер в руках вчених знаходилися і «вмикач», і «вимикач» (ON / OFF switches). Вони не тільки давали можливість контролювати активність нейронів, але й дозволяли впливати на нервові клітини з винятковою точністю. Фактично, в той же самий час Фенг Занг відкрив це явище в Стенфорді: з допомогою жовтого світла йому вдавалося зупиняти рух черв’яків. В інших лабораторіях експериментатори змушували мух підніматися в повітря при опроміненні їх синьо-блакитним світлом. У телепередачі The Tonight Show Джей Лено (Jay Leno) навіть дозволив собі пожартувати з приводу цієї технології: у відеокліпі він, здійснюючи «контроль з віддаленим доступом», намагався керувати мухою, що летить в рот Джорджу Бушу. Аналогічні дослідження множилися, як гриби після дощу, і незабаром з проханням вислати їм гени до Дейсероту стали звертатися десятки лабораторій.

До 2007 року в розпорядженні Дейсерота і Бойдена виявилося все необхідне для проведення експериментів з оптогенетикою над тваринами.

1. Вмикач (ON switch) — ген ченнелродопсин (chan-nelrhodopsin).

2. «Вимикач» (OFF switch) — ген халорходопсин (halor-hodopsin).

3. «Приручений вірус» (tamed virus) — покірне їм знаряддя доставки генів всередину клітини.

4. Методика, яка дозволяла вводити малі кількості «приручених вірусів» в строго визначений обсяг мозковової тканини.

5. «Промоутер», що забезпечує виборче дію по відношенню до нервовим клітинам. Якщо експериментаторам потрібно було, щоб ченнелродопсин працював тільки в нейронах певного типу і ні в яких інших, то рішення даної задачі забезпечувало застосування «промоутера» з певними властивостями.

6. Технологія введення оптоволоконного кабелю крізь отвір у черепі для напряму пучка світлових променів до модифікованим тканин головного мозку.

У серпні того ж року Дейсерот і його робоча група створили свою мишу, яка бігалапроти годинникової стрілки (counterclockwise mouse). Вони ввели ченнелродопсин в передню праву область рухової кори головного мозку миші — тобто в ту ділянку, який контролює ліву ногу. Коли по кабелю пішов світловий сигнал, звір побіг по колу ліворуч. Це стало принциповим доказом, що і було потрібно вченим. Дейсерот негайно орієнтував свою лабораторію на дослідження, що стосуються хвороби Паркінсона. Нейробіолог зібрав всю оглядово-аналітичну інформацію про те, чому в деяких випадках допомагає електростимуляція. Припущень виявилося більше, ніж фактів. Згідно з однією з версій, електричний струм повинен пригнічувати надлишкову активність так званих субталамічних нервових ядер (subthalamic nucleus, STN). Згідно з іншою, він стимулює допоміжні клітини (support cells), розташовані навколо субталамічних нервових ядер, — завдяки чому посилюється вироблення необхідного нейротрансмітера. Однак жодна з гіпотез не могла бути перевірена на ділі. Не було ніякої можливості гасити збудження саме субталамічних ядер — точно так само, як і засобів для виборчого стимулювання тільки допоміжних клітин.