Světlo v podkroví: Jak Optogenetika umožňuje hackování transhumánního mozku

$config[ads_kvadrat] not found

Why the Principal Can Search Your Purse | New Jersey v. T. L. O.

Why the Principal Can Search Your Purse | New Jersey v. T. L. O.
Anonim

Biologie je hodně jako Legos, protože metaforicky řečeno, všechno je hodně jako Legos. Pravdou je, že naše těla, naše zdánlivě soudržné celky, ve skutečnosti sestávají z nesčetných malých částí a že funkce míchání a párování jsou masité, krvavé a ne tak těžké. Například - a dostat tento logický vlak válcování - můžete vyrábět snap do místa neuronů schopných vytvářet a reagovat na světlo, čímž se vytvoří zcela nový systém neurotransmitter, který není v rozporu se stávajícími systémy, mozek na vrcholu mozku.

To je myšlenka v srdci (nebo v hlavě nebo cokoliv) nového oboru optogenetiky. Optogenetika, stejně jako mnoho jiných nástrojů v biologii, je založena na biologii jiného "organismu", který byl "vypůjčen". V tomto případě jde o protein nazývaný channelrhodopsin-2 (ChR-2), který pochází ze zelených řas zvaných Chlamydomonas reinhardtii.. Ukazuje se, že existuje mnoho světelných paprsků citlivých na ionty, jako je tento. Záměrem je vybudovat nové biologické systémy založené na cihlovém cihlu ChR-2.

Protože Karl Deisseroth připravil savčí neurony, které byly pěstovány v laboratoři, aby exprimovaly ChR-2 v roce 2005, mnoho výzkumníků drotilo optogenetikou a použilo jej k tomu, aby zjistili, které neurony dělají co. Například jeden typ neuronů, nazývaných neurokortikolové neuromy parvalbuminu, moduluje v mozku 40-cyklické rytmy („oscilace gama“). Již nějakou dobu je známo, že oscilace gama jsou u schizofrenních i autistických pacientů abnormální, takže v současné době probíhají nové strategie pro vyšetřování a potenciální korekci těchto buněk. To je obzvláště zajímavá strategie. I když základní genetika jedince vyvolává abnormální výsledek v těchto buňkách, pokud vědci mohou jednoduše potlačit tento výsledek, pak by tato genetika neměla význam.

Více nedávno, vědci také začali experimentovat s myšlenkou vytvářet optogenetické sítě používat bioluminescent buňky. Zejména se zaměřuje na typ bioluminiscence objevené Osamu Shimomurou v roce 1962, který je z medúzy Aequorea victoria a reaguje na světlo (Shimomura dostal Nobelovu cenu za svůj výzkum). Světlo vytvářející buňky a buňky citlivé na světlo jsou - opakovat metaforu - jako dvojité strany Lega.

Tím, že vědci povzbuzují interakce mezi těmito dvěma typy buněk, mohou být schopni dosáhnout bezprecedentní úrovně neuronální přesnosti. Budou také schopni získat optogenetické buňky, aby reagovaly na světlo, aniž by přilepily baterku k hlavě myši, která je chladná - zejména pro myš.

Ale co aplikace? Jednou z možností je vytvořit buňky, které reagují na světlo. Když tedy nastanou biologické funkce - řeknou, že produkují leptin nebo ghrelin, a tak regulují chuť k jídlu - také by se rozsvítily a spustily systém. Tímto způsobem by vědci mohli potenciálně vytáhnout zpět množství vyrobeného ghrelinu, aby lidé méně méně trpěli méně. Nebo mohou vyladit množství inzulínu uvolněného v reakci na podněty krevního cukru. Nebo mohou zaplavit zónu adrenalinem, když se subjekty unaví.

Alternativně by bylo možné zaseknout stávající systémy. Například, optogeneticky inženýři inhibiční neurons v amygdala reagovat na světlo, a aktivovat neurons v amygdala produkovat lehké výzkumníky by mohly převést lidi 'inhibitory neurons přemoci jejich smysl pro stres nebo úzkost. Už žádné úzkosti. (To by mohlo vést ke skoku v nezaměstnanosti jako lidé, kteří se toulají po své radosti.)

Můžeme se dostat ještě víc: Možná bychom mohli navrhnout systém, ve kterém každý neuron v síti vyjadřuje svou vlastní barvu a optogenetické buňky vyžadují aktivaci každého kanálu, aby byl jejich účinek realizován. Namísto jediného odpálení neuronu musí být aktivována celá paměť, aby systém fungoval. Možná špatné účinky určitých vzpomínek by mohly být zmírněny. Nebo celá věc mohla být učiněna tak, aby reagovala na lék, takže ho uživatel může zapnout nebo vypnout.

V každém případě jsou ještě před tím, než začnou toto sci-fi rewiring, vážné vědecké a regulační překážky. Aby se věci daly do perspektivy, FDA ještě neschválila žádné postupy genové terapie a v Evropě byl schválen pouze jeden postup. Tohle je hodně daleko.

Ale přichází.

A neztrácí se na výzkumných pracovnících, že by optogenetické buňky mohly pracovat také s hardwarem - že nejenže můžeme naše systémy hackovat pomocí těchto nových technologií, ale zapojit se do většího systému. Biologie je jako Legos, ale je to méně jako Legos, než by to mohlo být. Očekávejte, že se to změní.

$config[ads_kvadrat] not found