Мысль управляет генами

20.11.2014

Представьте, что у вас началась простуда: вы чихаете, кашляете, поминутно измеряете температуру. И вот вы думаете, что хорошо бы повысить активность иммунитета, чтобы он поскорее изгнал из вас инфекцию. И вдруг в ответ на такие размышления у вас действительно активируется иммунитет: усиливается синтез интерферона, иммунные клетки начинают активнее охотиться за патогеном и т. д.

Звучит фантастически, но именно это удалось сделать Мартину Фуссенеггеру (Martin Fussenegger) и его коллегам из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (Швейцария) - исследователи создали устройство, превращающее мозговые импульсы в генетические регуляторные сигналы. Причем передача мыслей осуществлялась между человеком и мышью, то есть человек о чем-то думал, а физиологические изменения происходили у животного.

Впрочем, если разобрать описанное в Nature Communications устройство на составные части, окажется, что ничего сверхфантастического в нем нет - авторы работы в своих экспериментах просто скомбинировали хорошо известные и хорошо разработанные биотехнологические находки. Во-первых, это нейрокомпьютерный интерфейс (BCI, brain-computer interface), во-вторых, оптогенетические методы. С помощью нейрокомпьютерного интерфейса можно было превращать ЭЭГ-ритмы мозга в какой-нибудь сигнал направленный вовне, предназначенный внешнему устройству. Человеку на лоб прикрепляли ЭЭГ-сенсор, а самого его просили выполнить одно из трех заданий: десять минут поиграть в компьютерную игру; попытаться волевым усилием включить светодиод, имплантированный в мышь; наконец, он мог просто отдохнуть, помечтать о чем угодно или помедитировать.

Во всех трех случаях мозг давал довольно специальные сигналы, которые с помощью Bluetooth передавали на устройство, вживленное мыши. Животное свободно бегало по поверхности, генерирующей электромагнитное поле, и вот в зависимости от человеческого ментального состояния от поверхности в имплантат-приемник шел некий импульс.

Сам имплантат представлял собой ячейку с клетками, синтезирующими некий белок, который мог выходить из имплантата и активировать синтез интерферона. Клетки были оптогенетически модифицированы, то есть несли в себе фотобелок, реагирующий на световой импульс определенной длины волны. Световой импульс включал фоторецептор, а он уже подавал сигнал к синтезу белка, включающего в мыши синтез интерферона.

То есть ментальный сигнал в буквальном смысле включал свет в имплантате, снабженном специальным светодиодом. Причем в одном из вариантов опыта, как было сказано выше, человек мог сам следить за состоянием имплантата и целенаправленно включать его нейропсихологическим усилием.

Надо сказать, что нейрокомпьютерные интерфейсы, передающие сигналы мозга на различные устройства, активно используются в самых разных проектах (и активнее всего, разумеется, при разработке протезов, которыми можно управлять силой мысли). Однако послать сигнал от них на клеточно-молекулярный аппарат, чтобы активировать какие-то гены и повлиять на физиологию - до сих пор подобных прецедентов не было.

Легко представить такое устройство, которое, к примеру, избавляло бы самого человека от хронической боли в ответ на начинающиеся болевые сигналы, или же прекращало эпилептический припадок при первых его признаках. Правда, до этого предстоит выполнить еще много экспериментов, чтобы сделать технологию совместимой с организмом человека.

<< Назад: Аккумуляторная батарея из миллионов нанопор 21.11.2014

>> Вперед: Мобильные батареи Schneider APC M5 и M10 20.11.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Соленая почва осушает планеты 07.03.2012 Новое исследование геологов из Университета Орегона показало, что соленая почва может высасывать влагу из атмосферы. Возможно, именно это высушивает Марс и происходит на многих других планетах. Ученые подобрали комбинацию определенных видов солей и степеней влажности, чтобы продемонстрировать данный эффект. Многие из этих компонентов присутствуют в пустынных районах Земли и на Марсе. Почва в пустынных районах имеет достаточное количество соли, оставшейся от морской воды древних фьордов. В некоторых местах она настолько соленая, что буквально высасывает воду прямо из воздуха. Если рассматривать хлорид натрия, поваренную соль, нужно 75% влажности, чтобы началась реакция всасывания воды. Если же почва содержит много хлористого кальция, даже при низких температурах нужен уровень влажности всего около 35%. Исследования показали, что влажная почва, образовавшаяся в результате данной реакции всасывания, содержит в 3-5 раз больше воды, чем окружающий грунт. На Земле эти "соленые оазисы" полны органических веществ и микробов. Повышенное содержание соли также снижает температуру замерзания грунтовых вод. Это означает, что на других планетах жизнь стоит искать именно в таких местах. Открытие сделали на основе наблюдения таинственных участков влажной почвы в Антарктике. Ученые исключили возможность грунтовых вод, таяния снега и ледникового стока. Тогда геологи начали изучение свойств соленой почвы и обнаружили, что сухие долины Мак-Мердо наполняются влагой в начале весны, высасывая влагу из атмосферы. Несмотря на то, что Марсе меньшая влажность, чем на Земле, в соленой почве может содержаться достаточно большое количество влаги. Это означает, что шансы найти марсианскую жизнь все-таки есть.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025