Сегодня для исследований мозга применяют методы оптогенетики. Для этого в мембраны нервных клеток внедряют белки, реагирующие на свет. Соответствующие гены переносятся с помощью генной инженерии и могут запускаться в строго определенных видах нейронов. Излучение, поступающее от лазера или оптоволокна, позволяет с высокой избирательностью активировать эти клетки, чтобы изучить их работу. Так, например, можно «точечно» подавить тягу лабораторных крыс к алкоголю или их агрессию.
Однако оптогенетика требует не только проведения генной модификации, но и опасных инвазивных процедур для подведения лазера или оптоволокна к нужной части мозга. К тому же животные оказываются стеснены в движениях, да и на высших приматах (включая человека) такую процедуру не провести. Поэтому ученые ищут способы сделать процедуру более щадящей — например, заставить ГМ-нейроны реагировать на свет, поступающий извне черепной коробки.
Метод сонотермогенетики позволяет избирательно активировать нейроны, используя фокусированный ультразвук (FUS) / ©©2021 Washington University in St. Louis
Новую альтернативу оптогенетике — «сонотермогенетику» — предложили недавно ученые из Вашингтонского университета, статья которых опубликована в журнале Brain Stimulation. Хун Чэнь (Hong Chen) и его коллеги использовали сходный подход, но вместо белков-опсинов, чувствительных к свету той или иной длины волны, «оснастили» мембраны нейронов ионным каналом TRPV1, который реагирует на изменение температуры.
[shesht-info-block number=1]
Для контроля над температурой биологи использовали сфокусированный пучок слабого ультразвука. Такая процедура не требует вскрытия черепа: излучатель фиксируется на нужном участке головы, и ультразвуковые волны способны проникать глубоко внутрь, стимулируя даже те нейроны, которые в принципе недоступны методам оптогенетики. «Поскольку метод неинвазивный, он в принципе может быть масштабирован для применения на крупных животных, а потенциально — и на человеке», — подчеркнули авторы работы.
