Дистанционное управление для живой мыши
Новая технология использует достижения оптогенетики, то есть нейронов, которые были генетически изменены, чтобы реагировать на свет, обычно с помощью ввода в гены штамма зеленых водорослей. 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 или с помощью громоздких приспособлений. Теперь же группа исследователей под руководством Ады Пун из Стэнфордского университета создала беспроводное устройство весом от 20 до 50 миллиграмм (для сравнения — голова мыши весит 2 грамма), состоящее из приемного контура, выключателя и диода. Подобное устройство можно имплантировать не только в мозг, но и в позвоночник и в конечности.
Мышь поместили в объемный резонатор, где она получала одинаковое количество энергии в любом месте резонатора, после чего провели три эксперимента. Диод, 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.
