Ученые из Стэнфорда заставили мышь ходить кругами с помощью дистанционного управления — беспроводного устройства, имплантированного в мозг грызуна.
Новая технология использует достижения оптогенетики, то есть нейронов, которые были генетически изменены, чтобы реагировать на свет, с помощью вставки определенного гена. Исследователи могут контролировать то, какие части мышиного мозга содержат эти светочувствительные нейроны, изучать функции этого участка мозга, активируя нейроны — по сути включая/выключая их – и наблюдая за поведением животного. С помощью такого метода ученые могут узнать много нового о базовых принципах анатомии мозга, а также изучить функциональные нарушения, заметные уже в человеческих заболеваниях.
Раньше в подобного рода исследованиях свет передавали по оптоволоконному кабелю, порт для которого имплантировался прямо в мозг. Теперь же группа исследователей под руководством Ады Пун из Стэнфордского университета создала беспроводное устройство весом от 20 до 50 миллиграмм (для сравнения — мозг мыши весит около 0,3 грамма), состоящее из приемного контура, выключателя и светодиода. Подобное устройство можно имплантировать не только в мозг, но и в позвоночник, и в конечности.
Мышь поместили в объемный резонатор, который питал устройство (батарейки в нем нет), после чего провели три эксперимента. Светодиод, имплантированный в правую долю премоторной коры, заставил мышь двигаться по кругу. Включение диода в позвоночнике продемонстрировало, что активация нейронов в верхних отделах позвоночника влияет на активность нейронов в его нижних отделах.
Наконец, для исследования периферийной нервной системы исследователи поместили диоды в задние конечности для стимулирования нейронов, отвечающих за ощущение боли, после чего посадили грызуна в камеру с двумя зонами: безопасной и резонансной, где мог быть включен стимулятор. При активации диода мышь сразу перемещалась в безопасную зону.
Как говорят ученые, эта технология открывает возможности для оптогенетических экспериментов, в которых животные смогут вести себя естественно при оптогенетической манипуляции как центральной, так и периферийной нервной системы.
