<!-- Put this script tag to the <head> of your page -->
<script type="text/javascript" src="http://vkontakte.ru/js/api/share.js?9" charset="windows-1251"></script>
Психіатр та біоінженер Карл Дейссерот кожного тижня приймає
пацієнтів, страждаючих депресією, в клініці університету Стенфордського. Часто
йому доводиться пробувати одні ліки за іншим, поки він нарешті не знайде
ефективну комбінацію препаратів. Деяким допомагає електрошок, але у такого лікування,
що піддає мозок дії електричного струму, бувають і побічні ефекти - наприклад,
втрата пам'яті. Зустрічаються пацієнти, яким не допомагає нічого.
У чому суть проблеми? У дослідників немає жодного уявлення про те, які ділянки мозку викликають депресію. Не
допомагають ні інтроскопія мозку, ні лабораторна
діагностика. Внутрішні процеси мозку вивчені настільки слабо, що «у нас немає
навіть хороших теорій щодо того, що відбувається», коли люди зневіряються і
стоять на межі самогубства", каже Дейссерот. Це стосується також інших
психічних захворювань, наприклад до шизофренії. «в багатьох відношеннях це одна з найменш
технологічно просунутих галузей медицини», - наголошує він.
Коли Дейссерот не приймає пацієнтів, цей
скромний 38-річний учений з копицею темного волосся дні безперервно просиджує в
багатолюдній лабораторії, розташованій під Стенфордським центром біомедичної
техніки і досліджень в Пало-альто (штат Каліфорнію). Разом з 42 колегами він
розробляє інноваційну технологію, яка дозволить виявити причини психічних
захворювань на клітинному рівні. Він використовує зелені водорості, сині
лазери, генну терапію і волоконну оптику з однією-єдиною метою - навчитися
складати точну карту нейронних ланцюгів, розташованих глибоко в мозку.
Дейссерот сподівається, що це дозволить визначати причину депресії, тривоги,
шизофренії і аутизму.
Цій технології, яку назвали оптогенетикою, всього п'ять років, і поки вона
застосовується тільки на лабораторних тваринах. Але дослідники захоплено
розповідають, що її ефект для неврології буде порівнянний з наслідками винаходу
телескопа для астрономії. «За допомогою цих підходів можна буде відповісти на
принципові питання, які ставляться вже десятки років, - вважає Майкл Хауссер,
невролог з лондонського Юниверсіті-колледжу. -
Їх потенціал важко переоцінити». «Це фантастичний переворот, - вторить йому
Дьерд Бужак з Університету Ратджерса. - Якщо Карл більше нічого не зробить і
просто буде сидіти в своєму кабінеті, Нобелівська премія йому вже забезпечена».
Коли-небудь оптогенетики створять пристрої, що імплантуються в мозок
для відновлення пошкоджених нейронних ланцюгів за допомогою світлових
імпульсів. З'явиться можливість лікувати епілепсію, відключаючи дуже активні
клітини мозку. А поки Пентагон виділив Дейссероту і його колегам з університету
і Університету Брауна Стенфордського $14,9 млн на розробку нейронних протезів
для поранених з пошкодженнями головного або спинного мозку.
В основі методу лежить приміщення
світлочутливих білків із зелених водоростей в мозкові клітки. Після цього
клітки можна «включати» і «вимикати» імпульсами синього або жовтого світла. Як
піддослідні тварини використовуються миші. Дослідники підключають до їх мозку
оптоволоконні кабелі, але в майбутньому сигнали передаватимуться безконтактним
способом. У експерименті, який Дейссерот показує гостям лабораторії, імпульс
світла, направлений на рухову кору головного мозку, примушує мишу бігати по
кругу. У іншому експерименті дослідники будять сплячу мишу, посилаючи світловий
сигнал в гіпоталамус, що відповідає в мозку за цикли сну і неспання.
До недавнього часу у учених не було
технології, що дозволяє досліджувати, як координується активність груп
нейронів. Дослідники можуть реєструвати електричні сигнали від окремих клітин
мозку або розглядати мозок в цілому за допомогою магнітно-резонансної
інтроскопії. Але на проміжному рівні були мало можливостей. Це все одно що
намагатися скласти уявлення про економіку США, використовуючи тільки
супутникові знімки і інтерв'ю з випадковими людьми на вулиці.
Саме тут приходить на допомогу оптогенетика. Віруси, які використовуються для
вбудовування світлочутливих білків в клітки, можна набудувати на конкретні
групи клітин мозку. Дослідники навчилися включати і вимикати саме ці клітки у
лабораторних тварин, щоб подивитися, що відбудеться.
Закінчивши Гарвардський університет за фахом
«біохімія», Дейссерот отримав ступінь доктора медицини і вчений ступінь по
неврології в Стен-форде. Своє відкриття він зробив майже відразу після того, як
в 2004 році очолив власну лабораторію; він використовував відкриті в 2002-му у
зелених водоростей світлочутливі білки. Під дією синього світла білки
відкривають клітку для притоки заряджених іонів.
Ідея, що ці білки зелених водоростей можна
використовувати для управління клітинами людського мозку, була очевидною, але
існувала безліч сумнівів в тій, що її реалізовується. «Багато хто думав про це,
ні нікому не вистачало сміливості спробувати, - пригадує Дейссерот. - А
нам вистачило». Едвард Бойден, який тоді писав дисертацію в Стенфорде, став одним
з основних учасників проекту. Ідея управляти клітками за допомогою світла
«захопила нашу уяву», згадує Бойден, який тепер очолює лабораторію в
Массачусетському технологічному інституті. Третім дослідником в лабораторії
Дейссерота був Фен Чжан, який допоміг розробити вірус для доставки гена зелених
водоростей в клітини мозку. Ризикований експеримент вдався, про що дослідники
повідомили на сторінках журналу Nature Neuroscience в 2005 році. З тих пір Дейссерот і
Бойден відкрили і інші мікробні білки, що дають можливість відключати клітини мозку
світловим сигналом.
Сьогодні розвитком технології, якій Дейссерот
і Бойден вільно діляться з колегами, займається щонайменше 600 університетських
лабораторій. Один блогер порівняв Дейссерота з гірськолижником, який викликав
схід лавини і зі всього духу мчить вперед, щоб залишатися попереду неї. Поки
йому це вдається. Багато учених ніколи не надрукують жодної статті в
найпрестижніших наукових журналах Science і Nature. У 2009 році Дейссерот опублікував три
статті в Nature і дві в Science. «Весь час, що він не їсть і не спить, він
присвячує роботі», - згадує Чжан, який тепер працює в Гарварді.
Оптогенетика має шанс перевершити
електроімпульсні пристрої, що імплантуються, які використовуються для лікування
хвороби Паркінсона, нав'язливого неврозу і інших захворювань. На відміну від
існуючих пристроїв оптогенетичні прилади більш вибірково впливають на
конкретні групи кліток. Великий виробник медичної техніки Medtronic вже організував спеціальну групу по
розробці досвідченого приладу, щоб подивитися, чого не вистачає для проведення оптогенетичної
терапії. «Це проривна технологія», - говорить старший технічний керівник
відділу Medtronic Тімоті Денісон. Одна з перешкод -
існуючі оптогенетичні
установки споживають багато енергії, тому виходять дуже великими.
Виправдає оптогенетика надії чи ні, але
Дейссерот у будь-якому випадку розраховує відучити психіатрів від спрощеного
уявлення про те, ніби психічні і нервові захворювання обумовлені хімічними
причинами: браком в мозку таких речовин, як серотонін або дофамін. Ця теорія
привела до створення ліків на зразок прозака. Але надмірна увага до хімічних процесів в мозку стримує
прогрес в психіатрії. Такий підхід не враховує того, що насправді мозок працює
як високопродуктивний процесор. «Ідея, згідно якої психічні хвороби виникають через зміну рівня нейромедіаторів, хибна, - говорить Дейссерот. - Але вона
як і раніше панує в психіатрії».
Джерело: http://Форбс | 
