Марк Фолхер (Marc Folcher) и другие исследователи из группы Мартина Фуссенеггера (Martin Fussenegger), профессора расположенной в Базеле кафедры биотехнологии и биоинженерии Швейцарской высшей технической школы Цюриха, разработали новый метод генной регуляции, позволяющий использовать определённые мозговые волны для управления генной экспрессией.
«Впервые мы смогли, задействовав мозговые волны человека, чтобы передавать сигнал без проводов в генную сеть, и регулировать экспрессию генов в зависимости от интенсивности мышления. Возможность контролировать экспрессию генов силой мысли — это мечта, к которой мы стремились более десяти лет», — говорит Фуссенеггер.
В системе, о которой биоинженеры из Базеля рассказали в публикации в журнале Nature Communications, используется ЭЭГ-гарнитура. Записанные мозговые волны анализируются и по беспроводной связи (Bluetooth) передаются к контроллеру, который в свою очередь контролирует генератор электромагнитного поля, связывающийся с имплантом способом, основанным на индуктивности.
В имплантат интегрирована светодиодная лампа, излучающая свет в ближнем инфракрасном диапазоне. Она включается и освещает содержащуюся в специальной камере культуру генетически модифицированных клеток. Когда инфракрасный свет воздействует на клетки, они начинают вырабатывать нужный белок.
Имплантат испытали на мышах — была использована специально созданная клеточная культура, которой управляли «силой мысли» несколько испытуемых. Исследователи использовали клетки, вырабатывающие человеческий белок SEAP, который диффундировал из культивационной камеры имплантата в кровоток мыши.
Аппаратура была настроена таким образом, чтобы по-разному реагировать на различные состояния умственной активности человека. Состояние повышенной концентрации вызывало выделение среднего уровня SEAP, расслабившись, человек провоцировал увеличение продукции белка. Был испытан и режим «обратной связи» — человек видел, когда светодиод имплантата загорается и регулировал процесс волевым усилием.
«Управление генами таким способом — это что-то совершенно новое и уникальное в своей простоте», — объясняет Фуссенеггер. Светочувствительный оптогенетический модуль, который реагирует на ближний инфракрасный свет, является значительным шагом вперёд. Такой свет безвреден для человеческих клеток, он глубоко проникает в ткани и даёт возможность визуально отслеживать работу имплантата.
Фуссенеггер надеется, что имплантаты, контролируемые «силой мысли» в будущем смогут помочь в борьбе с неврологическими заболеваниями (хронические головные боли, боли в спине, эпилепсия), обнаруживая специфические мозговые волны на ранней стадии и запуская и контролируя производство определённых агентов в имплантате в нужное время.
