Sterowanie zachowaniami społecznymi z pomocą światła? To możliwe. I to nie tylko w przypadku kierowców i świateł na skrzyżowaniach. Naukowcy z Northwestern University w Illinois potwierdzili taki efekt w pionierskich badaniach na myszach. Ich wyniki opisuje w najnowszym numerze czasopismo "Nature Neuroscience". Metoda jest zaskakująco prosta, choć na razie wymaga genetycznej modyfikacji zwierząt.
Chodzi o typ zachowań społecznych, w ramach których konkretne zwierzęta częściej się zaprzyjaźniają, kontaktują ze sobą, przebywają w swoim towarzystwie. Okazało się, że w stadzie odpowiednio zmodyfikowanych genetycznie myszy można było wybrać dwie, pobudzić ich mózgi z pomocą światła i potwierdzić potem, że faktycznie kontaktują się ze sobą praktycznie bez przerwy. Jeśli wyłączano pobudzające światło, myszy rozchodziły się do innych kątów klatek i ich przyjaźń się kończyła...
Efekt udało się osiągnąć niepokojąco łatwo. Pod skórę na głowie wszczepiano im drobne, bezprzewodowe, zasilane zdalnie, wrażliwe na światło urządzenie, którego elektroda sięgała do wnętrza czaszki i pobudzała światłoczułe neurony konkretnego rejonu mózgu. Tyle wystarczało, by myszy nagle decydowały się zaprzyjaźnić. Albo przestawały się sobą interesować. Na razie takich eksperymentów na ludziach robić nie wolno, ale pisarze science-fiction mogą już chyba ostrzyć pióra na myśl, co będzie, kiedy ktoś uzna, że powinny być legalne.
Kluczem do sukcesu eksperymentu była budowa miniaturowych odbiorników, które bezprzewodowo mogą przekazywać sygnały do genetycznie zmodyfikowanych, światłoczułych neuronów mózgu zwierząt. Wcześniejsze tego typu eksperymenty wymagały stosowania światłowodów, które plątały się wokół zwierząt i utrudniały im naturalne zachowanie. W ten sposób można było badać zwierzęta pojedynczo, praktycznie niemożliwe było badanie ich w stadzie. Bezprzewodowe implanty sprawiają, że zwierzęta wyglądają i poruszają się praktycznie zupełnie normalnie. To pozwala sprawdzić, jak ich zachowanie można z pomocą światła modyfikować.
Wcześniej dostępna technologia uniemożliwiała nam obserwacje relacji wielu zwierząt w złożonym otoczeniu, ponieważ były na uwięzi. Światłowody się plątały i zrywały - mówi Yevgenia Kozorovitskiy, neurobiolog z Northwestern, która zaprojektowała eksperyment - By móc postawić bardziej złożone pytania dotyczące zachowań zwierząt w realistycznym otoczeniu, potrzebowaliśmy innowacyjnej technologii bezprzewodowej. Zerwanie się z uwięzi miało ogromne znaczenie.
Nasza publikacja pokazuje po raz pierwszy, jak wiele można osiągnąć z pomocą tych bezprzewodowych i zdalnie zasilanych implantów optogenetycznych, jeśli możemy niezależnie każdym z nich sterować - dodaje pionier bioelektroniki z Northwestern, John A. Rogers - Aktywność mózgu pojedynczego zwierzęcia jest bardzo interesująca, ale to badania złożonych, społecznie oddziałujących grup zwierząt stanowi najważniejsze i najbardziej ekscytujące wyzwanie w nauce. Mamy obecnie narzędzia do badania, jak budują się i rozpadają więzi między indywidualnymi członkami tych grup, jak na podstawie ich interakcji tworzy się hierarchia grupy.