Швейцарские специалисты по биотехнологиям разработали новый метод регулирования генов, позволяющий управлять превращением последних в белки (экспрессией генов) с помощью излучаемых мозгом волн. Об этом открытии сообщается в журнале Nature Communications.
«Мы впервые смогли записать волны, которые мозг издает при конкретных мыслях, передать по беспроводной связи на гены, и регулировать экспрессию гена силой мысли. Мы мечтали о реализации этого проекта более десяти лет», — заявил профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха Мартин Фуссенеггер (Martin Fussenegger).
Вдохновила ученых игра Mindflex: сенсор на специальном обруче фиксирует электромагнитные волны, излучаемые мозгом. В зависимости от частоты волн игрушка усиливает поток воздуха, удерживающий от падения поролоновый шарик. Таким образом, после небольшой тренировки человек сможет управлять шариком силой мысли.
Исследователи взяли аналогичный электроэнцефалографический шлем. Электромагнитные волны мозга записываются и передаются через Bluetooth на контроллер, который управляет генератором возбуждения. Это устройство создает электромагнитное поле, обеспечивающее индукционным током специальный имплантат. После этого в последнем загорается светодиодная лампа. Излучая в ближнем инфракрасном диапазоне, она освещает культуральную камеру, где содержатся генно-модифицированные клетки. Реагируя на свет, они начинают вырабатывать необходимый белок.
Устройство проверили на мышах: модельный белок SEAP выводился из камеры в кровеносную систему млекопитающих. Операторов-добровольцев разделили на три группы, в зависимости от вида деятельности. При полном расслаблении (медитация с закрытыми глазами), белок вырабатывался в больших количествах, при концентрации внимания (операторы играли в Minecraft) — в средних. А при наличии обратной связи (когда люди следили за лампочкой и научились сознательно включать и отключать ее) уровень SEAP в крови мышей постоянно менялся.
Ученые отмечают простоту, эффективность и безвредность системы (излучение в ближнем инфракрасном диапазоне не вредит тканям человеческого тела). Фуссенеггер надеется, что такие имплантаты пригодятся в борьбе с неврологическими заболеваниями — хроническими головными болями, эпилепсией, болями в области позвоночника. Устройства будут засекать характерные для этих расстройств волны и реагировать на них выделением нужных веществ.