Для розуміння роботи мозку вчені використовують два основні типи експериментів: ті, що записують активність мозку, і ті, що маніпулюють цією активністю. Ранні дослідження в нейронауці використовували електрику для зміни активності нейронів. Потім, лише два десятиліття тому, з’явилися нові технології, що використовували світло. Тепер вони використовують магніти.
Чи звучить це як контроль розуму? Так, звучить. Технології стимуляції мозку, включаючи магнітогенетику, дозволили вченим впливати на поведінку тварин. Але ні, ви не ризикуєте бути несвідомо підданими впливу. Технологія покладається на магнітні наночастинки в мозку та магнітні поля близького діапазону.
Як працює ця нова технологія, дійсно вражає. Вона поєднує механочутливий білок під назвою Piezo з магнітною наночастинкою (її розмір становить 200 нанометрів, або 0.0002 міліметра). Piezo (що означає “тиск” грецькою) – це добре відомий білок-канал, який при механічній стимуляції може активувати клітину. Це той білок, який надає вам відчуття легкого дотику.
Обертальне магнітне поле переміщує магнітні наночастинки. Це створює крутний момент (обертальну силу), яка може механічно стимулювати канали Piezo. Наночастинки активують лише той варіант Piezo, який вчені доставили до клітини, а не природні білки Piezo.
Сео-Хьон Чой і колеги змогли доставити білок і наночастинку до певних підгруп клітин у мозку мишей. Коли миші опинялися в магнітному полі, ці клітини активувалися. Залежно від цільових клітин, це могло змусити мишей більше їсти або бути уважнішими батьками.
Це може звучати дещо по-франкенштейнівськи, але ця технологія дозволить вченим маніпулювати мозковою активністю тварин з високою часовою точністю без наявності будь-яких пристроїв, що кріпляться до голови.
Попередні технології, що використовували світло чи електрику, завжди вимагали кабелю або пристрою, прикріпленого до черепа тварини для доставки стимулу. З магнітогенетикою поведінка тварин буде повністю не обмежена, що покращить їхнє благополуччя. Це також полегшить вивчення поведінки декількох тварин разом у соціальних експериментах, оскільки вони зможуть вільніше взаємодіяти.
Чи можна використовувати цю технологію на людях? Найближчим часом — ні. Однак стимуляція мозкових контурів у людей вже здійснюється. Глибока стимуляція мозку (DBS) — це потужна терапія для хвороби Паркінсона, яка використовує електричну стимуляцію дофамінергічних нейронів. У майбутньому магнітогенетика може надати альтернативний метод цілеспрямованої стимуляції нейронів для полегшення симптомів таких розладів.
Як зазначив старший автор Чон Джинву в заяві: “Ми очікуємо, що ця технологія буде широко використовуватись у дослідженнях для розуміння функцій мозку, складних штучних нейронних мереж, двосторонніх технологій BCI (інтерфейс мозок-комп’ютер) та нових методів лікування неврологічних розладів.”
