Свет в конце нейрона: как ученые научились «хакать» связи в мозге приматов

Нейробиология долгое время напоминала попытки починить швейцарские часы с помощью кувалды. Можно было либо стимулировать огромный участок мозга, надеясь на нужный эффект, либо не трогать ничего вообще. Однако исследователи из Института нейронаук Дель Монте при Университете Рочестера решили, что пора переходить на «ювелирные» инструменты. Они представили метод, который позволяет выборочно управлять коммуникацией между конкретными областями коры головного мозга у приматов.

Объектом исследования стали игрунки — маленькие обезьяны, которые в современной науке считаются золотым стандартом для изучения сложных когнитивных процессов. В отличие от грызунов, их мозг гораздо ближе к человеческому, что делает результаты экспериментов не просто интересными цифрами в отчетах, а реальной основой для медицины будущего.

В основе новой технологии лежит усовершенствованная оптогенетика. Если кратко: это метод, где клетки модифицируют генетически так, чтобы они реагировали на свет. Ранее ученые могли активировать или подавлять целые группы нейронов в определенной зоне. Новый подход позволяет действовать значительно тоньше — «включать» или «выключать» только те нейроны, которые соединяют конкретные зоны коры. Это как иметь возможность заблокировать звонки только от одного навязчивого абонента, не отключая весь телефон.

Эксперименты показали, что с помощью лазерного излучения можно изолировать и исследовать отдельные длинные нейронные пути. При этом соседние клетки, которые не участвуют в конкретном «диалоге» между отделами мозга, остаются абсолютно спокойными. Такой уровень селективности ранее считался почти фантастикой в работе с приматами.

Руководитель проекта Куан Хонг Ван (Kuan Hong Wang) объясняет, что теперь наука может в реальном времени