Рубрики
Статьи/Блог

Доброе утро, Станислав Лем! Здравствуй, “Футурологический конгресс!”

Люди, конечно, боятся внешнего контроля сознания, но они изменяли свое сознание с помощью самых разных субстанций и методик на протяжении тысяч лет, но регулировка на уровне нейронов по щелчку выключателя — это что-то новое.

Наука управления сознанием развивается с бешеной скоростью. В 2011 году NYTimes сообщила (https://www.nytimes.com/2011/05/17/science/17optics.html), что ученые создали нейроны, чувствительные к свету, а затем с помощью оптоволоконных кабелей и мозговых имплантатов смогли быстро включать и выключать нейроны мышей, мгновенно изменяя их поведение (https://www.nature.com/articles/nmeth.f.324). Эта установка, требующая генной инженерии, мозговых имплантатов и кабелей, работала невероятно хорошо, но это был довольно дорогой метод контроля сознания.

В 2021 году ученые отказались от оптоволоконного кабеля, о чем также рассказывается в материале NYT (https://www.nytimes.com/2021/05/25/science/optogenetics-brain-social-behavior.html).

В статье Nature заумно для простого читателя сообщалось (https://www.nature.com/articles/s41593-021-00849-x): “…Передовые технологии контролируемой доставки света в целевые точки биологических тканей необходимы для исследований в области неврологии, когда применяется оптогенетика на животных моделях. Полностью имплантируемые, миниатюрные устройства с беспроводным управлением и самостоятельным сбором энергии предлагают привлекательный набор атрибутов в этом контексте, особенно для исследований, которые несовместимы с традиционными волоконно-оптическими подходами или необходимостю запитки энергией от батареек. Ограниченность программируемого управления и узкие возможности выбора профиля освещения сдерживают использование существующих устройств. Результаты, представленные здесь, преодолевают эти недостатки с помощью двух платформ… Нейроприложения демонстрируют, что индукция межмозговой синхронности нейронов в медиальной префронтальной коре формирует социальное взаимодействие в группах мышей, подчеркивая силу программируемости беспроводных оптогенетических платформ в режиме реального времени…”

Человеческим языком: ученые избавились от необходимости использовать какие-либо имплантаты или кабели, а вместо этого могут программировать мозг с помощью инфракрасного излучения.

Теперь ученые из Института нейронаук имени У Цая при Стэнфордском университете разработали первую неинвазивную методику целенаправленного управления участками мозга у животных на расстоянии. Этот инструмент может решить одну из самых больших неудовлетворенных потребностей в нейронауке: способ гибкого тестирования функций определенных клеток и участков мозга в глубине этого самого мозга во время нормального поведения — например, у мышей, свободно общающихся друг с другом.

Исследование было опубликовано 21 марта 2022 года в журнале Nature Biomedical Engineering (https://www.nature.com/articles/s41551-022-00862-w) Хун Госуном и его коллегами из Стэнфорда и сингапурского Наньянского технологического университета. Хун — стипендиат Института нейронаук имени E Цая и доцент кафедры материаловедения и инженерии в Стэнфордской школе инженеров. Ученый использует свой опыт в химии и материаловедении для разработки биосовместимых инструментов и материалов, способствующих изучению мозга.

Представьте себе, что мозг — это огромная панель управления, состоящая из тысяч кнопок, регуляторов, переключателей и рычагов, контролирующих каждый аспект мыслей, эмоций и поведения. Более ста лет нейробиологи методично щелкали этими переключателями, пытаясь понять, как работает этот механизм, однако он с трудом поддавался обратному проектированию. Ученые из Стэнфордского университета и Наньянского технологического университета совершили прорыв в создании биосовместимых инструментов и материалов, помогающих разобраться в работе мозга.

Их исследование основывается на достижениях оптогенетики, методики, позволяющей изучать нервные клетки при помощи света. Однако для того, чтобы свет мог проникнуть в мозг, требовалось хирургическое вмешательство и вживление инвазивных имплантов. Решением могло быть использование инфракрасного спектра, проникающего в ткани мозга глубже, но современные инструменты оптогенетики не реагируют на инфракрасный свет. Поэтому международная команда ученых решила воспользоваться свойствами молекулы, которая научилась реагировать на ИК-излучение в форме тепла. Искусственно снарядив определенные нейроны в мозге мышей теплочувствительными молекулами TRPV1, они обнаружили, что можно стимулировать клетки мозга, освещая их инфракрасным светом через кости и кожу черепа с расстояния в один метр (!!!). Второй ингредиент рецепта— отредактированная молекула-преобразователь, которая абсорбирует и усиливает свет, проходящий сквозь ткани мозга. Эти наночастицы, названные MINDS, действуют наподобие меланина в коже, поглощая вредные ультрафиолетовые лучи, и созданы из биоразлагаемых полимеров.

Более того, ученые считают, что генетические модификации можно будет проводить с помощью простой инъекции (https://neuroscience.stanford.edu/news/guosong-hong-wins-science-pins-prize-neuromodulation). Хун и его коллеги также разрабатывают наночастицы, которые могут преобразовывать сфокусированные пучки ультразвука в свет и которые можно вводить непосредственно в кровоток, что позволит оптогенетически нацеливаться на клетки в любой точке мозга и менять это нацеливание по желанию в рамках одного эксперимента.

Если инструменты для контроля сознания можно вводить инъекционно, то не кажется причудливой и мысль о том, что их можно проглотить. Контроль разума с помощью пилюль и дистанционных команд.

Люди, конечно, боятся внешнего контроля сознания, но они изменяли свое сознание с помощью самых разных субстанций и методик на протяжении тысяч лет, но регулировка на уровне нейронов по щелчку выключателя — это что-то новое.