Трансгенная мышь побежала по кругу

Летом 2007 года группа выпускников Стэнфордского универ­ситета поместила мышь с модифицированными генами в пла­стиковую емкость. Зверек с любопытством обнюхивал дно кон­тейнера. Казалось, ему не было никакого дела до того, что к его черепу был подсоединен оптоволоконный кабель.

Один из студентов щелкнул выключателем, и по кабелю в мы­шиный мозг пошел интенсивный поток лучей сине-голубого цве­та^[106], заполняя его почти сверхъестественным свечением. И зверек побежал, преодолевая круг за кругом против часовой стрел­ки с таким постоянством, точно решил любой ценой выиграть Олимпийские игры. Затем свет погас — и мышь остановилась. Фыркнула. Поднялась на задние лапки и посмотрела прямо на студентов, словно желая спросить: «Почему, черт возьми, я все это проделала?»^[107] И почему эти студенты так вопят и хлопают друг друга, словно то, что они наблюдали, стало для них самым важным из всего когда-либо виденного?

Потому что это действительно было самым важным из все­го, что они когда-либо видели. Они наблюдали собственны­ми глазами, как направленный луч света с большой точностью управлял активностью головного мозга. И мышь при этом не утратила памяти, не получила апоплексический удар и не по­гибла. Она просто бегала по кругу. Но, что в данном случае принципиально, она описывала круги против часовой стрелки. Заданная точность происходящего — вот что было важнее всего. Лекарственные препараты и вживленные в мозг электроды мо­гут что-то в нем изменить, но их воздействие весьма далеко от точного прицела. Химические препараты, попадая в мозг, влия­ют на многие типы нервных клеток, действуя практически без разбора. Имплантированные электроды передают возбуждение всем нейронам, находящимся поблизости, — независимо от того, интересует экспериментатора определенная нервная клетка или нет.

И это — большой минус для исследователя, поскольку каж­дый квадратный миллиметр мозга содержит нервные клетки различных типов, специализирующиеся на выполнении разных задач^[108]. Это означает, что химические вещества и электрический ток вызывают нежелательные каскадные реакции возбуждения нейронов. Побочные эффекты, иначе говоря. Все равно, что чинить автомобильный мотор, обрушивая на него охапку мо­лотков.

Это очень плохо также и для пациентов. Кохлеарные имплан- ты позволяют глухим слышать, передавая активирующие им­пульсы слуховым нервам. Однако звуки при этом остаются не вполне четкими, поскольку электрические сигналы выходят за пределы крохотной области, включающей те нейроны, которые только и должны приходить в возбужденное состояние. Глубоко проникающие стимуляторы, применяемые для лечения болезни Паркинсона, позволяют пациентам говорить и двигаться, однако у половины прооперированных возникают побочные эффекты^[109]. В некоторых случаях они ухудшают состояние больных, вызывая дополнительные затруднения, связанные с речью или передви­жением. Электрошок же эффективен при депрессии, но нередко оборачивается потерей памяти.

В1979 году Френсис Крик (Francis Crick), один из первооткры­вателей ДНК, горестно сетовал по поводу крайней ограничен­ности современной ему технологии. Контроль над нейронами одного типа, расположенными в строго определенном участке мозга, — вот что нам нужно, заявил он на страницах Scientific American. Спустя 30 лет именно этого и добились студенты, о ко­торых я вам рассказываю.

Но почему этот прорыв был совершен с помощью светового луча? В норме нейроны не должны отвечать на световое воз­действие в большей мере, чем это свойственно нашей коже. (Последняя может обгорать, но это всего лишь вред частного ха­рактера.) Сама идея казалась настолько же безумной, как и мысль о том, чтобы завести автомобильный мотор от вспышки молнии.

Гены — это просто инструкции, разумеется. Сами по себе они ничего не делают. Вы можете купить в IKEA стол, однако инструк­ция по его сборке не заставит все его части волшебным образом собраться. Однако гены «командуют» синтезом белков в клетке, а вот белки-то и определяют происходящее. Судьбоносные про­теины растительного происхождения в нейронах мыши прояв­ляли способность реагировать на свет, и его луч теперь мог при­водить в возбуждение саму нервную клетку.

Мышь, которая крутится против часовой стрелки, представ­ляет собой нечто совершенно новое: она стала предвестницей того, как могут соединиться животное, растение и технология. Студенты знали, что это предвещает торжество беспрецедентно мощных методов изменения мозговой деятельности. В первую очередь, последние можно использовать в медицинских целях (для лечения некоторых болезней), а затем для изучения взаи­модействия головного мозга с телом — интерпретируя информа­цию, поступающую от наших органов чувств. И в конце концов, эти же методики могут содействовать слиянию человека с ма­шиной.