Биологи подчинили мышей своей воле

Биологи подчинили мышей своей воле

Исследователи из университета Вашингтона (Washington University) и университета Иллинойса в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) создали крошечные светодиоды, которые подсветили отдельные нейроны мышиного мозга. Таким образом учёные смогли активировать клетки, отвечающие за выработку гормона удовольствия - допамина.

С помощью новой методики американцы хотят научиться определять, какие части мозга и как работают, если грызун спит, нервничает, у него депрессия или зависимость. О своей разработке в области оптогенетики они отчитались в журнале Science.

Новизна нового исследования в том, что учёные смогли с помощью света заставить работать именно ту нейронную сеть, которая им была нужна, при этом не обездвиживая животное. В данном случае это были клетки, которые привели к выработке допамина. (Для того чтобы нейроны подчинялись воздействию излучения, биологи генетически модифицировали мышей.)

Ранее исследователям приходилось привязывать грызунов, лишая их подвижности и возможности проявить естественное для них поведение. Обездвиживание было необходимо для того, чтобы подвести оптоволоконные каналы, передающие свет, к нужному участку в глубине мозга.

С новым микроскопическим устройством в голове мыши могут свободно передвигаться, их можно запустить в лабиринт или на колесо.

Так, американцы научили грызунов засовывать свой нос в определённую дырку в стенке лабиринта. Когда мышь делала всё правильно, светодиоды в имплантированном устройстве включались и активировали нейроны, мышь получала дозу допамина (то есть включалась природная система вознаграждения за определённое действие).

"Мы использовали светодиоды, которые активировали нейронные сети и заставляли грызуна почувствовать удовольствие, как если бы мы ели шоколад или занимались сексом, - поясняетДжордан Макколл (Jordan G. McCall) из университета Вашингтона - Мыши быстро научились совать свой нос в нужную дырочку, хотя они не получали за это никакой награды, в виде еды, например. Кроме того, они предпочитали находиться в той части лабиринта, что располагалась рядом с дыркой".

Американские исследователи полагают, что в дальнейшем их методику можно будет использовать для активации других нейронных сетей, а значит, и других подобных исследований. Кроме того, существуют технологии воздействия сразу на несколько нейронных сетей с помощью света разного цвета. Если приспособить микроскопические светодиоды для подобных целей, биологи научились бы воспроизводить комплексное поведение животных. А ещё свет может активировать работу периферических нейронов в других органах, таким образом можно было бы устранять болевые ощущения. Ну и наконец, крошечные светодиоды оборудованы датчиками температуры и сенсорами электрической активности.

Команда адъюнкт-профессора Майкла Бручаса (Michael R. Bruchas) и профессора Джона Роджерса (John A. Rogers), которой принадлежит нынешнее достижение, сейчас пробует воздействовать на нейронные сети грызунов, определяющие их социальное поведение и сопутствующие процессы. Таким образом учёные хотят научиться бороться с такими нарушениями, как депрессия и повышенная тревожность.

"Мы надеемся, что подобные устройства помогут нам лучше понять, какие нейронные сети отвечают за стресс и боль, а значит, мы научимся эффективнее их лечить", - заключает Бручас.

Источник: vesti.ru

Похожие новости:
Стволовые клетки кожи помогут вылечить облысение
Ученые из Института Макса Планка в Кельне нашли новый способ получения стволовых клеток, который можно использовать для борьбы с облысением, а также для уменьшения количества экспериментов над животными. Применяя разработанный метод, биологи сумели вырастить кожу мышей в чашке ..
2016-12-21 4171 0 Технология
0
Железные частицы помогут в борьбе с раком
Ученые из Стэнфордского университета обнаружили, что вещество ферумокситол, образованное наночастицами из железа, которые были созданы для лечения анемии, активируют иммунную систему на борьбу с клетками рака. Исследователи сообщили об этом в статье, опубликованной 26 сентября в журнале Nature Nanotechnology.Биологи хотели ..
2016-09-28 18143 0 Технология
0
Биологи нашли способ получения овощей-гигантов
Генетики нашли способ, при помощи которого можно создавать овощи гигантских размеров. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Genetics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News. Биологи изучили два мутантных штамма томатов, плоды ..
2015-05-26 1807 0 Технология
0
Японские ученые синтезировали запах страха для отпугивания грызунов
Японским ученым удалось синтезировать запах, который вызывает у мышей и крыс приступ панического страха, сообщила газета "Иомиури" в понедельник. Семейная пара ученых из города Осака после семи лет исследований сумела синтезировать запах, который вызывает у мышей и крыс ..
2014-06-10 1542 0 Технология
0
Биологи пересадили мыши волосы, созданные из стволовых клеток
Японским биологам удалось вырастить из стволовых клеток мыши полноценные волосяные луковицы и успешно пересадить их на затылок грызуна, абсолютно лишенного шерсти от рождения, как сообщается в статье, опубликованной в научном журнале Nature Communications. На протяжении последних двух десятилетий биологи ..
2012-04-23 2164 0 Технология
0
Ученые выборочно лишили мышей возможности ощущать холод
Как часто, трясясь зимним днем от холода, Вы хотели бы получить возможность просто не ощущать его? Это именно то, что сделали с группой лабораторных мышей, ученые из университета Южной Каролины. Они лишили их способности чувствовать холод, оставив лишь возможность ощущать тепло и прикосновение. ..
2013-02-21 1276 0 Технология
0
Болезнь Альцгеймера научились определять по запаху
Американские исследователи в эксперименте на животных обнаружили, что моча может содержать пахучие биомаркеры болезни Альцгеймера. Причем изменения запаха этой биологической жидкости появляются раньше, чем характерное для заболевания поражение мозга, говорится в публикации в журнале Scientific Reports.Для своего эксперимента сотрудники Монелловского ..
2016-01-15 1321 0 Технология
0
Японские ученые вырастили кожу из стволовых клеток
Биологи из института RIKEN вырастили из стволовых клеток полноценную кожную ткань, которую они успешно имплантировали в тело мыши, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.«До настоящего времени созданию искусственной кожи препятствовало то, что подобные образцы тканей не содержали ..
2016-04-03 1874 0 Технология
1
Биологи изобрели субклеточное секвенирование РНК
Биологи под руководством известного генетика Джорджа Черча создали метод секвенирования РНК in situ, который позволяет составить карту экспрессии тысяч генов в масштабах от субклеточного уровня до целого мозга или эмбриона. Описание метода опубликовано в Science, кратко о нем можно посмотреть ..
2014-03-04 1387 0 Технология
0
Ученые вырастили сердечные мышцы для морских свинок
Ученые восстановили поврежденные участки сердечной мышцы морских свинок при помощи клеток сердца (кардиомиоцитов), выращенных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, сообщает The Seattle Times. Сердце морской свинки бьется со скоростью 200-250 ударов в минуту, примерно на верхнем ..
2012-08-9 1760 0 Технология
0
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1559 0 Технология
0
Стволовые клетки не восстанавливают сердце у взрослых
Данные исследования ученых из Корнельского университета и университета Бонна говорят, что стволовые клетки и в правду могут заменить мертвые ткани сердца после сердечного приступа в раннем возрасте, но те же клетки теряют эту регенеративную способность у взрослых.Исследование, которое провели на мышах, показало, ..
2012-08-1 1948 0 Технология
0
Ученые получили стволовые клетки без генной инженерии
Биологам удалось найти способ получения индуцированных стволовых клеток без использования методов генной инженерии - обычные клетки превратили в стволовые исключительно за счет воздействия химических веществ. Подробности со ссылкой на статью ученых в Science приводит Nature News. Эксперимент ученых ..
2013-07-22 1581 0 Технология
0
Мышам внедрили ложную память
Гиппокамп мыши, поперечный срез с флуоресцентно окрашенными клетками. Американо-японская группа исследователей сообщила об успешно внедрении в мозг лабораторных мышей ложных воспоминаний. При помощи оптогенетических методов грызунам удалось внушить то, что в определенной клетке они якобы получали удар током. ..
2013-07-26 2912 0 Технология
0
Инженеры научили поддельные отпечатки пальцев чувствовать текстуру и звук
Инженеры из Южной Кореи научили искусственные отпечатки пальцев чувствовать текстуру поверхностей и воспринимать звуковые колебания. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science Advances, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News.В своей работе ..
2015-11-01 1296 0 Технология
0