Optogenetica Duping creierul - observator
Optogenetica Duping creierul
Cercetătorii folosesc optogenetica pentru a manipula celulele creierului. În acest fel, pot decoda procesele cerebrale, dar și controla sentimentele sau percepțiile. Unde sunt limitele?
Ca și cum ar fi controlat de la distanță: lumina colorată stimulează anumite celule nervoase din creierul rozătoarelor. În acest fel, cercetătorii pot localiza cauza tulburărilor.
Imagine: Popular Science/Gettyimages
Un șoarece într-o cușcă adulmecă aglomerat pereții și podeaua. Un cablu este atașat la capul ei. Cercetătorul creierului Andreas Lüthi apasă un buton. Lumina albastră trece prin fibrele optice ale cablului în creierul mouse-ului. Animalul își oprește brusc mișcările și cade într-un fel de paralizie. Cercetătorul schimbă culoarea în galben. De parcă nu s-ar fi întâmplat nimic, șoarecele explorează din nou cușca. Raza de lumină albastră o face să se oprească din nou. Rămâne nemișcată, parcă frică. „Pot activa și dezactiva centrul fricii cu raza de lumină”, explică Lüthi.
Omul de știință studiază fenomenul fricii și cauzele sale de mai bine de zece ani. Nu ca psihiatru sau psiholog, ci ca cercetător al creierului la Institutul Friedrich Miescher din Basel. El efectuează experimente pe animale și celule nervoase izolate și investighează procesele biochimice din creier care declanșează frica. Rezultatele ar trebui să ajute la înțelegerea mai bună a originii anxietății și a atacurilor de panică la oameni și la optimizarea tratamentului acestora.
Ceea ce face Lüthi se numește optogenetică. Metoda combină în mod surprinzător optica cu ingineria genetică și permite informații profunde asupra creierului. Celulele cerebrale individuale sunt stimulate prin intermediul impulsurilor de lumină scurte. „Prin activarea sau dezactivarea acestora prin simpla apăsare a unui buton, putem investiga pentru prima dată ce fac celulele nervoase individuale”, spune Lüthi. Acest lucru permite studierea rețelei de miliarde de celule cerebrale într-o rezoluție inaccesibilă anterior. Intervenția în sistemul nervos central permite manipularea neuronilor individuali. Acest lucru creează potențial de abuz și câștigă critici.
Moleculele de alge trimit substanțe mesager
Optogenetica a început în SUA. De ani de zile, cercetătorii creierului caută o modalitate de a manipula celulele nervoase individuale din creierul intact. Lumina părea potrivită ca mediu, dar implementarea nu a reușit mult timp. Până când a fost găsită în cele din urmă o soluție pentru alge. Unele specii au molecule proteice care reacționează la impulsurile luminoase de diferite culori cu anumite semnale chimice. Psihiatrul și geneticianul Karl Deisseroth, care acum efectuează cercetări la Universitatea Stanford din California, a recunoscut potențialul acestor așa-numite opsine. El le-a introdus în culturi de celule nervoase și a găsit o modalitate de a stimula celulele cu lumină. În etapa următoare, el a folosit viruși inofensivi ca „feriboturi” cu care a transferat sistemul sensibil la lumină în creierul animalelor. Acest lucru i-a permis să controleze neuronii individuali printr-o fibră de sticlă fină.