Filmele S.F. au ajuns realitate. Optogenetica - stiinta prin care omul poate controla un creier

Cel mai important aspect in stiinta din ultimul deceniu a fost neurostiinta. Aceasta adevarata explozie in activitatea de cercetare, precum si intelegerea noastra a felului in care functioneaza creierul uman, au fost alimentate de o noua tehnologie, numita "imaginea functionala de rezonanta magnetica" (fMRI, in lb. engleza), care a devenit valabila in anii '90.

"Acum insa, avem parte de ceva si mai spectaculos", scrie Leonard Mlodinow, profesor la Institutul de Tehnologie din California, intr-un editorial pentru CNN. Alta tehnologie care are la baza revolutionara neurostiinta este pe cale sa se dezvolte, de aceasta data si mai puternic. "Termenul pe care trebuie sa-l urmarim in 2013 este 'optogenetica'. Nu este un termen sexy, dar se refera la o tehnologie foarte sexy", mai scrie profesorul american.

Istoria optogeneticii pleaca din 1979, cand laureatul premiului Nobel Francis Crick si asistentii sai, James Watson si Rosalind Franklin, au descoperit structura ADN-ului - sugerand ca neurostiinta ar trebui sa ne invete modul in care sa preluam controlul asupra anumitor celule ale creierului. Acest lucru ar trebui sa se transforme pentru omenire intr-un avantaj cu mare potential.

"Imaginati-va cum ar fi sa putem porni si opri, din exterior, neuronii din creierul unui animal. Suna ca si cum ati transforma creatura intr-un fel de robot, ca intr-o povestire science-fiction, nu?", spune profesorul Leonard Mlodinow.

Ei bine, sa dam timpul inainte cu vreo 30 de ani, si, ghiciti ce: optogenetica exista in realitate!

"Iata cum functioneaza, la modul brut. Cea mai plauzibila varianta ar fi sa montam un mic electrod in creierul unui animal si sa stimulam celulele cu ajutorul electricitatii. In prezent insa avem microelectrozi, care, totusi, sunt prea greu de folosit. Profesorul Crick a sugerat acum 30 de ani ca lumina ar putea fi folosita ca un instrument, ceea ce se dovedeste a fi adevarat. Optogenetica presupune introducerea unui instrument cu fibra optica in creierul animalului, pentru controlarea neuronilor cu ajutorul pulsatiilor de lumina, care se comporta ca niste declansatoare.", scrie profesorul Mlodinow.

Si totusi, nu aceasta este solutia. Pentru ca metoda sa dea roade, neuronii trebuie sa fie re-modelati, astfel incat sa reactioneze la lumina. Acest lucru este posibil acum prin descoperirea uimitoare a unei proteine care ajuta la "pornirea" si "oprirea" neuronilor atunci cand sunt in contact cu lumina. Aceasta exotica proteina nu este prezenta in neuronii obisnuiti, asa ca oamenii de stiinta au gasit o solutie de a o introduce - mai exact, cu ajutorul ingineriei genetice, prin metoda numita "transfectie", la fel cum un virus infecteaza un neuron. Odata introdus, materialul genetic determina neuronul sa produca proteina senzitiva la lumina.

Toate acestea impreuna creeaza o tehnologie de tip science-fiction: neuronii construiti prin inginerie genetica care pot fi "opriti" sau "porniti" oricand, in interiorul creierului unui animal viu, care traieste si se misca asa cum vrea el.

Este combinatia dintre optica si genetica, al carei rezultat se numeste optogenetica, insa, deocamdata, oamenii de stiinta nu au aflat exact cum sa "preia controlul" asupra unui creier. Au aflat in schimb lucruri umitoare despre functionalitatea creierului, dupa ce au studiat efectele stimularii anumitor tipuri de neuroni.

Una dintre aplicatiile optogeneticii la care se lucreaza acum este asupra felului in care creierul produce dopamina, un neurostransmitator care produce sentimentul de placere. Aceasta munca a oamenilor de stiinta va ajuta, de exemplu, la tratatea medicala a celor bolnavi de depresie.

O alta aplicatie a optogeneticii vizeaza acum stimularea celulelor creierului animalelor cu simptome asemanatoare bolii Parkinson - o afectiune care presupune ruptura fluxului de informatii care sunt procesate de creier. Schizofrenia este o alta disfunctionalitate care implica procesul de informatii asimilat de creier. Iluzia bolnavului care aude voci, de exemplu, poate fi cauzata de defectarea mecanismului intern care notifica o persoana atunci cand gandurile sale se "auto-genereaza".