Ligų gydymas smegenų ląstelių fotostimuliacija prie tikrovės priartėjo po pirmųjų demonstracijų, kad ši technika gali pagerinti beždžionių protinius sugebėjimus. Dvi beždžionės paprastas kompiuterines užduotis atliko geriau, kai užduoties atlikimui būtinos smegenų ląstelės buvo suaktyvintos šviesa.

„Pirmą kartą savo būdu sugebėjome pakeisti primatų elgesį,“ sako Wimas Vanduffelis, grupės, atlikusios eksperimentą, vadovas iš Masačiusetso Pagrindinės ligoninės Charlestowne.

Vadinamoji optogenetika gali gydyti būkles, pavyzdžiui, epilepsiją, šviesa laikinai deaktyvuojant traukulius sukeliančias smegenų ląsteles, ar Parkinsono ligą, kur aktyvuojamos dopaminą gaminančios ląstelės.

Anksčiau šis metodas buvo naudotas su nematodais, skatinant juos dėti kiaušinėlius ir pelėmis lengvinant depresiją ir paralyžių. Tyrėjai naudojo jį ir beždžionėmis, bet tik su pavieniais, izoliuotais neuronais. Vanduffelis su kolegomis norėjo išvysti, ar galima tai pritaikyti visam ląstelių tinklui, sužadinant beždžionių gebėjimus, atliekant paprastas kompiuterines užduotis.

Natūralūs gebėjimų gerintojai

Pirmiausia Vanduffelio komanda nuskenavo dviejų beždžionių smegenis funkcinio magnetinio rezonanso aparatu, kol jos sekė žalią tašką kompiuterio ekrane. Iš skenų tyrėjai išsiaiškino, kad beždžionės užduočiai naudoja smegenų sritį, vadinamą išlenktą įdubimą (arcuate sulcus).

Paskui komanda įterpė į šviesą reaguojantį geną į arcuate sulcus ląsteles. Kilęs iš dumblių, šis genas koduoja baltymą channelrhodopsiną-2, reaguojantį į mėlyną šviesą ir įleidžiantį jonus į smegenų ląsteles ir taip jas suaktyvinantį. Į ląsteles geną nugabeno virusas.

Galiausiai komanda įvedė ploną šviesai laidžią adatą į tą plotą per įtaisą, pritvirtintą prie gyvūno kaukolės. Tada beždžionės pakartojo užduotį, kol tyrėjai siuntė šviesą į jų smegenis.

Beždžionių užduoties atlikimo palyginimas parodė, kad stimuliuojant smegenis šviesa, jos reagavo maždaug 10 procentų greičiau. „Viena beždžionė reagavo 20 – 28 milisekundėmis greičiau, kita – maždaug 15 milisekundžių greičiau,“ sako Vanduffelis.

Vanduffelis sako, kad nepublikuotuose eksperimentuose šia technika veikiamos beždžionės, atlikdamos sudėtingesnes užduotis, pasistūmėjo dar labiau. „Spėju, kad kuo sunkesnė užduotis, tuo ryškesnis poveikis,“ teigia jis.

Principo įrodymas

„Tai tik principo įrodymas ir dar labai labai daug laiko praeis, kol galėsime pradėti naudoti jį žmonėms,“ priduria jis.

Nors žmonių gydymas dar yra tolima perspektyva, Vanduffelis sako, kad metodas greitai vystosi. „Šis darbas jaudina, nes jie parodė, jog iš anksto pastimuliavus užduoties atlikimui būtiną smegenų sritį, ji veikia greičiau,“ sako Arndas Pralle'is iš Niujorko valstijos universiteto Buffalo'e, vietoj šviesos naudojantis magnetizmą kirminų smegenų ląstelių aktyvavimui.

Kitas svarbus privalumas, pažymi Pralle'is, yra tai, kad pirmą kartą buvo aktyvuotas visas ląstelių tinklas, o ne atskiras neuronas ar maža jų grupė, kaip ankstesniuose eksperimentuose su beždžionėmis ir graužikais.

Current Biology, DOI: 10.1016/j.cub.2012.07.023.

Andy Coghlan
New Scientist, № 2876

Komentarai (0)