КАК ЗАЖЕЧЬ МОЗГ

Мартин Боджовальд

---

Хитроумное сочетание оптики и генетики позволяет нейробиологам не только с небывалой точностью картировать работу мозга, но и управлять им

---

[250x323]

Путеводный свет: новые методы, при которых свет используется для регистрации и управления активностью нейронов, позволяют ученым изучать отдельные их группы. Эта работа когда-нибудь поможет лучше понять функционирование мозга

В 1937 г. великий нейрофизиолог сэр Чарлз Скотт Шеррингтон (Sir Charles Scott Sherrington), работавший в Оксфордском университете, высказал мысль, которая со временем стала классической метафорой работы мозга. Он попытался представить себе, что будет, если активные нервные клетки и связи между ними начнут светиться. Тогда во время глубокого сна лишь отдельные участки мозга будут слегка мерцать, делая его похожим на звездное небо. Однако после пробуждения все будет выглядеть так, «словно Млечный Путь пустился в пляс, — писал Шеррингтон. — Сразу же весь головной мозг окутает волшебное сияние, и миллионы огоньков будут кружиться, рождая замысловатые, никогда не повторяющиеся узоры, в которых скрыт великий смысл».

Поэтическая метафора Шеррингтона содержит в себе важную научную идею: увидеть работу мозга можно с помощью оптики. Совместная деятельность нейронов, из которой рождается мышление и поведение, остается одной из самых трудных неразрешенных проблем в биологии, и основная причина кроется в том, что ученые не могут увидеть работу целостных нейронных сетей. С помощью электродов исследователи обычно регистрируют активность лишь одного-двух нейронов и таким образом видят крошечный осколок огромной картины. Из-за отсутствия остальных фрагментов им не удается разобраться в том, что же представляет собой вся картина в целом. Однако если бы получилось наблюдать за обменом сигналов между нейронами, то можно было бы понять, как организованы связи в нейронных сетях и как они функционируют. Такая заманчивая идея вдохновила ученых на поиск способов реализации мечты Шеррингтона.

Усилия исследователей привели к рождению молодой области науки, называемой оптогенетикой, в которой методы генной инженерии сочетаются с оптикой. С ее помощью специалистам уже удалось увидеть функционирование некоторых групп нейронов. Более того, данный подход даже позволил им управлять нейронами с помощью света. Эти достижения рождают надежду, что когда-нибудь благодаря оптогенетике ученым удастся раскрыть работу мозга, а врачам — вылечить ряд заболеваний...

[470x374]
январь 2009 № 1 "В МИРЕ НАУКИ"
Геро Мизенбек