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 [TBS_POPOVER placement=»bottom» title=»Экспрессия генов» content=»Процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — рибонуклеиновую кислоту или белок.» style=»border: 1px solid #ddd; padding: 3px;»]генной экспрессией[/TBS_POPOVER].
«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.