Направив лазерный луч в мозг мыши, можно заставить ее «видеть» линии, которых на самом деле нет. Это первый случай, когда ученым удалось вызвать реакцию с помощью обмана зрительной системы.

В эксперименте применялась оптогенетика. Этот метод использует лазерные лучи для активации нервных клеток в мозге, называемых нейронами. Ученые «настраивают» нейроны так, чтобы в них был светочувствительный белок, побуждающий клетки посылать сигнал в ответ на свет.

«Оптогенетика дебютировала около 15 лет назад. Все надеялись, что это даст ученым полный контроль над визуальным восприятием и последующей реакцией», – говорит нейробиолог Карл Дейссерот. Он работал с первооткрывателем этой методики. Этот метод может помочь ответить на важные вопросы, касающиеся нервных клеток.

 «Очень волнующе наконец углубиться в это», – говорит Дейссерот, исследователь Медицинского Института Говарда Хьюза в Стэнфордском Университете в Калифорнии.

Галлюцинации

Команда Дейссерота определила группу из 20 нейронов, которые активируются, когда мыши смотрят на горизонтальные или вертикальные линии на экране. Каждую мышь натренировали так, чтобы при виде линий она начинала слизывать воду из носика поилки.

Затем с помощью лазерного света исследователи заставили мозг мышей видеть линии, которых на самом деле нет. 

Сначала мышам показали неяркие линии. Затем их яркость уменьшили до такой степени, что мыши уже были не в состоянии их увидеть. Следовательно, к воде они не притронулись. Однако после направления лазерного луча в группу нейронов мыши начали все чаще подходить к своим поилкам. 

После этого исследователи провели повторный эксперимент, но уже в полной темноте. Грызуны не видели никаких линий, но свет лазера, направленный на все те же 20 нейронов, заставлял их мозг думать, что линии находятся прямо перед ними.

Также нервные клетки, реагирующие на свет, побуждали другие нейроны посылать сигналы. Получается, что нейроны сетчатки вели себя так, как если бы мышь видела настоящие линии. Команда поделилась результатами исследования 18 июля в журнале «Science».

За пределами зрения

Нейробиолог Конор Листон называет эту работу поразительной. «Я думаю, что она заинтересует каждого невролога в этой области», – говорит Листон, он работает в «Weill Cornell Medicine» в Нью-Йорке.

«Эксперимент оказался успешным благодаря нескольким ключевым достижениям науки и техники, – говорит Дейссерот. – Например: лазеры, управляемые жидкими кристаллами, и открытие белка под названием “ChRmine”. Этот белок реагирует на любой свет — даже тусклый. Это полезное свойство, потому что слишком большое количество света может повредить мозг».

«Такой подход может позволить ученым проделать аналогичную работу со вкусами, прикосновениями и запахами», – говорит Дейссерот. С его помощью исследователи смогут контролировать группы нейронов, которые участвуют в более сложных задачах мозга. «Эти методы можно будет использовать и в изучении памяти», – говорит Листон.

Автор: Лора Сандерс

Перевод: Литвинова А.