Активность нейронов можно возбуждать ультразвуком: он заставляет вибрировать мембраны клеток, побуждая их «срабатывать».
Это — вместе с их способностью проникать в глубину живых тканей — позволило американским ученым целенаправленно воздействовать на клетки головного мозга подопытных макак, дистанционно влияя на его работу. Об этом Ян Кубанек (Jan Kubanek) и его коллеги из Университета Юты сообщают в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Лабораторные эксперименты провели на паре макак-резусов, головы которых зафиксировали неподвижно. На темном экране им демонстрировалась яркая точка, затем — вторая, сбоку от нее, и, наконец, третья — с противоположной стороны от первой. И люди, и обезьяны рефлекторно следят взглядом за ними, по порядку появления. Однако подопытные макаки были обучены не отрывать взгляд от первой точки, чтобы получить награду.
Во время экспериментов ученые воздействовали краткими импульсами ультразвука на фронтальные глазодвигательные поля — области лобных долей, управляющие направлением взгляда. Как и можно было ожидать, при действии на левое поле макаки чаще переводили глаза на правую точку, а при действии на правое поле — на левую. Более того, при аналогичной «обработке» двигательной коры животные не реагировали, что позволило авторам заключить: ультразвук возбуждает не просто моторный рефлекс, а влияет непосредственно на решения, принимаемые мозгом.
Авторы отмечают, что процедура совершенно безболезненна. Они надеются, что в будущем эти высокочастотные акустические волны найдут применение в лечении некоторых расстройств, таких как различные формы аддикции. Целевое стимулирование клеток в определенных участках мозга позволит их «перепрошить», изменив нейронные паттерны, связанные с развитием пагубных пристрастий. В любом случае, ультразвук даст новый инструмент для исследований мозга — неинвазивный и простой в сравнении с оптогенетикой и другими существующими методами.
Автор: Сергей Васильев