Интеллектуальные беседы на тему биологии, нейробиологии, генетики
Ответить
Сухарев
Участник
Баланс:1702
 
Сообщения: 130
Регистрация: 11.11.2019

На дистанционном управлении

Сухарев » 20.05.2021 15:29

+
7
-
Чтобы узнать функцию нейрона, нейронной цепочки или целого мозгового центра, можно принудительно активировать нейрон (или группу нейронов) и посмотреть, как изменится поведение животного. Или наоборот – можно принудительно подавить активность нервных клеток: когда нейроны молчат, когда какая-то нервная цепь неактивна, это тоже сказывается на том, как животное себя ведёт. Чтобы включать и выключать нейроны, у нейробиологов есть мощный инструмент – оптогенетические методы.

Изображение

Вкратце суть оптогенетики такова: в геном мыши (или крысы) вносят определённые изменения, так, чтобы некоторые нервные клетки можно было активировать или усыпить световой вспышкой. (Для этого нейроны получают ген флуоресцентного белка, который способен ловить световые волны; сам флуоресцентный белок связан с молекулярным аппаратом клетки, который генерирует электрохимический импульс на мембране нейрона.) Затем в мозг такой мыши поблизости с модифицированными нейронами внедряют тончайшие светодиоды. Мышь остаётся живой и более-менее нормально себя чувствует, разве что на голове у неё находится особая конструкция, удерживающая оптоволокно, которой идёт вглубь мозга. Теперь остаётся только включать и выключать свет и наблюдать, как мышь будет себя вести – захочется ли ей пить, улучшится ли у неё память и т. д.

Проблема тут в том, что оптоволокно тянется к специальному аппарату, который управляет световыми вспышками и заодно регистрирует работу нейронов. Мышь остаётся на привязи, и это во многих отношениях ограничивает её поведение. Например, трудно изучать какие-то социальные навыки, когда животные активно не взаимодействуют друг с другом. Было бы намного лучше, если бы светодиодный аппарат можно было контролировать дистанционно, без проводов.

Именно такой беспроводной оптогенетический аппарат описывают в Nature Neuroscience сотрудники Северо-Западного университета. Их устройство управляется высокочастотными радиоволнами, которые генерируют световые вспышки нужного количества, продолжительности и интенсивности. Более того, новый аппарат позволяет генерировать вспышки четырёх разных длин волн – зелёного, синего, жёлтого и красного цвета. То есть одновременно у одной мыши или крысы можно управлять сразу четырьмя нейронными цепями, если только сделать так, чтобы нейроны этих цепей реагировали на четыре цвета. Наконец, новый аппарат обходится без батареек – его питают те же радиоволны, которые управляют световыми импульсами.

Эксперимент ставили сразу с двумя–тремя мышами, у которых светодиоды шли к определённым нейронам префронтальной коры. От префронтальной коры зависят самые сложные когнитивные функции, и влияние её на поведение более чем велико. Оказалось, что если у разных мышей синхронизировать работу нейронов в префронтальной коре, если нейроны будут работать в одном ритме, то такие мыши начнут больше общаться друг с другом, начнут чаще обнюхиваться и чаще чистить шерсть друг другу. Нейробиологи и раньше говорили о том, что синхронизация мозга у разных индивидуумов заставляет больше взаимодействовать друг с другом. Но сейчас, с помощью беспроводного оптогенетического устройства, которое никак не ограничивает поведение подопытных животных, здесь удалось показать прямую связь.

Этот усовершенствованный аппарат не только позволит узнать какие-то новые вещи о мозге. Его можно использовать и в медицине. Например, подавая импульс в строго определённую нейронную цепь, можно вовремя смягчить депрессию – человек сможет сам следить за состоянием собственного мозга, будучи свободен в перемещениях.

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00849-x
https://www.sciencenews.org/article/opt ... mice-light
Поделиться:

Теги:

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:13245
 
Сообщения: 616
Регистрация: 20.06.2018

Re: На дистанционном управлении

Director » 21.05.2021 22:07

+
6
-
Благодарю коллегу Сухарева за интересный материал.
Присмотримся и прокомментируем.
Сухарев писал(а):
20.05.2021 15:29
Чтобы включать и выключать нейроны, у нейробиологов есть мощный инструмент – оптогенетические методы....некоторые нервные клетки можно было активировать или усыпить световой вспышкой.

Вкратце суть оптогенетики такова: ... нейроны получают ген флуоресцентного белка, который способен ловить световые волны.
(сам флуоресцентный белок связан с молекулярным аппаратом клетки, который генерирует электрохимический импульс на мембране нейрона.)
Итак, что же мы видим.

1. Ученые-нейробиологи наловчились внедрять в мозговую ткань светящийся белок.

В статье как-то косвенно внушается, будто этот светящийся белок внедряют только в некие особые зоны мозга. Но скорее всего подопытную мышь накачали каким-то химикатом, в результате чего вся мозговая ткань стала светиться в особом свете.

В статье как-то совсем не сказано - а были ли исследования, которые доказывают что мозг и поведение мыши никак не меняется после обработки химикатом.
Скорее всего, поведение обработанной мыши будет весьма отличаться от поведения обычных мышей.

Фраза "сам флуоресцентный белок связан с молекулярным аппаратом клетки, который генерирует электрохимический импульс на мембране нейрона." - это типичный образец наукообразного словоблудия.
Лично я как ни старался не смог понять смысл написанного. Все слова мне знакомы, но смысл фразы целиком так и не проявился.
Что также подрывает доверие к данному материалу.

Но продолжим.
Затем в мозг такой мыши поблизости с модифицированными нейронами внедряют тончайшие светодиоды. Мышь остаётся живой и более-менее нормально себя чувствует, разве что на голове у неё находится особая конструкция, удерживающая оптоволокно, которой идёт вглубь мозга.
Таким образом,
2. Ученые-нейробиологи наловчились внедрять железяки в мозг мыши, которая уже и так была подвергнута химическому воздействию.
Более того, на голову мыши нагромоздили тяжелую штуковину.

Теперь остаётся только включать и выключать свет и наблюдать, как мышь будет себя вести – захочется ли ей пить, улучшится ли у неё память и т. д.
Теперь остается только надеяться, что подопытная мышка сможет выжить, а не подохнет от тяжелейших ударов по ее здоровью.

Как у этой мышки вообще может "улучшиться память"?! Со страшного перепуга что-ли?

Проблема тут в том, что оптоволокно тянется к специальному аппарату, который управляет световыми вспышками и заодно регистрирует работу нейронов.
Проблема тут в том, что ученые-нейробиологи рассуждают на уровне несмышленных детей, которые, совершенно искренне заботясь о кошечках-собачках, вынуждают их ходить на задних лапках и кушать сладкие конфеты.
И искренне расстраиваются, когда кошечки-собачки нисколько не радуются, а стремятся убежать от заботливых опекунов.

...Чтобы узнать функцию нейрона, нейронной цепочки или целого мозгового центра, можно принудительно активировать нейрон (или группу нейронов) и посмотреть, как изменится поведение животного. Или наоборот – можно принудительно подавить активность нервных клеток: когда нейроны молчат, когда какая-то нервная цепь неактивна, это тоже сказывается на том, как животное себя ведёт.
Я пожалуй закончу читать этот инфантильный бред.

В завершение дам цитату, которая хоть немного сохраняет интерес и дает надежду, что мыши не совсем зря пострадали.
Эксперимент ставили сразу с двумя–тремя мышами, ... Оказалось, что если у разных мышей синхронизировать работу нейронов в префронтальной коре, если нейроны будут работать в одном ритме, то такие мыши начнут больше общаться друг с другом, начнут чаще обнюхиваться и чаще чистить шерсть друг другу.
Впрочем, нет, это тоже бред.
Что значит "мыши начнут больше общаться друг с другом, начнут чаще обнюхиваться и чаще чистить шерсть друг другу"?
Как горе-ученые замерили мышиные обнюхивания, чистки шерсти и прочее общение, чтобы смело утверждать "больше..., чаще...."?
Очевидно же, что ничего такого они не замеряли.

А мышек можно понять - общие проблемы частенько служат объединяющим фактором.

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!