Neiroloģijas jaunais rīku komplekts

Ar optoģenētikas un citu tehnoloģiju izgudrojumu pētnieki pirmo reizi var izpētīt emociju, atmiņas un apziņas avotu. Autors

• Stīvens S. Hols arhīva lapa

2014. gada 17. jūnijs

Tas, ko varētu saukt par mīlēšanās, nevis kara nozari uzvedības neirozinātnēs, sāka veidoties (kur vēl?) Kalifornijā pirms vairākiem gadiem, kad Deivida J. Andersona laboratorijas Kaltech pētnieki nolēma pievērsties agresijas bioloģijai. Viņi uzsāka pētījumu virzienu, organizējot Cīņas nakts peles versiju: ​​viņi mudināja peļu tēviņus sapīties ar konkurējošiem tēviņiem un pēc tam, veicot rūpīgu molekulāro detektīvu darbu, noteica dažas hipotalāma šūnas, kas aktivizējās, kad pelēm sāka darboties. cīnīties.

Hipotalāms ir neliela struktūra dziļi smadzenēs, kas, starp citām funkcijām, saskaņo sensoro ievadi, piemēram, konkurenta izskatu, ar instinktīvām uzvedības reakcijām. Vēl 20. gados Valters Hess no Cīrihes universitātes (kurš ieguva Nobela balvu 1949. gadā) bija parādījis, ka, ja jūs iespraustu elektrodu kaķa smadzenēs un elektriski stimulētu noteiktus hipotalāma reģionus, jūs varētu pārvērst murrājošu kaķi. pūkainā agresijas izplūdumā. Vairākas interesantas hipotēzes mēģināja izskaidrot, kā un kāpēc tas notika, taču nebija iespējas tās pārbaudīt. Tāpat kā daudzi fundamentāli jautājumi smadzeņu zinātnē, arī agresijas noslēpums pagājušā gadsimta laikā nepazuda — tas vienkārši skāra parastos empīriskos šķēršļus. Mums bija labi jautājumi, bet nebija tehnoloģiju, lai saņemtu atbildes.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2014. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Līdz 2010. gadam Andersona Caltech laboratorija bija sākusi izjaukt agresijas pamatā esošos mehānismus un neironu ķēdes viņu kaitīgajās pelēs. Bruņoti ar virkni jaunu tehnoloģiju, kas ļāva viņiem koncentrēties uz atsevišķām šūnu kopām smadzeņu reģionos, viņi paklupa uz pārsteidzošu anatomisku atklājumu: niecīgā hipotalāma daļa, kas šķita korelēta ar agresīvu uzvedību, bija saistīta ar daļu, kas saistīta ar impulsu. pāroties. Šī mazā šūnu hercogiste — tehniskais nosaukums ir ventromediālais hipotalāms — izrādījās aptuveni 5000 neironu kopums, kas visi bija apvienoti kopā, daži no tiem šķietami saistīti ar kopēšanu, bet citi ar cīņu.

Nav tādas lietas kā vispārējs neirons, saka Andersons, kurš lēš, ka smadzenēs var būt līdz 10 000 atšķirīgu neironu klašu. Viņš saka, ka pat nelielos smadzeņu reģionos ir maisījums, un šie neironi bieži ietekmē uzvedību dažādos, pretējos virzienos. Hipotalāma gadījumā daži neironi, šķiet, kļuva aktīvi agresīvas uzvedības laikā, daži no tiem pārošanās laikā un neliela apakškopa - aptuveni 20 procenti - gan cīņas, gan pārošanās laikā.

Tas bija provokatīvs atklājums, taču tas bija arī vecā stila neirozinātnes relikts. Būt aktīvam nebija tas pats, kas izraisīt uzvedību; tā bija tikai korelācija. Kā zinātnieki droši zināja, kas izraisīja uzvedību? Vai tie varētu pamudināt peli uz cīņu, vienkārši kutinot dažas hipotalāma šūnas?

Pirms desmit gadiem tas būtu tehnoloģiski neiespējami. Taču pēdējo 10 gadu laikā neirozinātni ir pārveidojusi ievērojama jauna tehnoloģija, ko sauc par optoģenētiku, ko izgudroja Stenfordas universitātes zinātnieki un pirmo reizi aprakstīja 2005. gadā. Caltech pētnieki spēja ievietot ģenētiski modificētu gaismas jutīgu gēnu konkrētās šūnās, jo īpaši. vietas dzīvas, elpojošas, trakojošas un dažkārt dusmīgas peles tēviņa smadzenēs. Izmantojot matu plānu optiskās šķiedras pavedienu, kas ievietots šajās dzīvajās smadzenēs, viņi varēja ieslēgt un izslēgt hipotalāma neironus ar gaismas uzliesmojumu.

Optoģenētika : gaismas slēdži neironiem

Andersons un viņa kolēģi izmantoja optoģenētiku, lai izveidotu video, kas dramatizē mīlestības un naida spriedzi grauzēju vidū. Tajā redzams, kā peles tēviņš dara to, kas nāk dabiski, pārojoties ar mātīti, līdz Caltech pētnieki ieslēdz gaismu, un tajā brīdī peles lotārijs sadusmojas. Kad gaisma ir ieslēgta, pat vieglprātīgs peles tēviņš var tikt pamudināts uzbrukt jebkuram mērķim, kas atrodas tuvumā — viņa reproduktīvajam partnerim, citam peles tēviņam, kastrētam tēviņam (parasti to neuztver kā draudu) vai, visticamāk, būrī iekrita gumijas cimds.

Šo neironu aktivizēšana ar optoģenētiskām metodēm ir pietiekama, lai aktivizētu agresīvu uzvedību ne tikai pret atbilstošiem mērķiem, piemēram, citu peles tēviņu, bet arī pret nepiemērotiem mērķiem, piemēram, mātītēm un pat nedzīviem objektiem, saka Andersons. Un otrādi, pētnieki var kavēt šos neironus cīņas vidū, izslēdzot gaismu, viņš saka: jūs varat apturēt cīņu miris.

Turklāt pētījumi liecina, ka mīlēšanās ir svarīgāka par kara celšanu uzvedības aprēķinos: jo tuvāk pele bija reproduktīvā akta pabeigšanai, jo izturīgāka (vai aizmirstošāka) tā kļuva pret gaismas impulsiem, kas parasti izraisīja agresiju. gadā publicētajā rakstā Bioloģiskā psihiatrija , ar nosaukumu Optoģenētika, sekss un vardarbība smadzenēs: ietekme uz psihiatriju, Andersons atzīmēja: Iespējams, ka nepieciešamība “mīlēties, nevis karot” ir cieši saistīta ar mūsu nervu sistēmu, vairāk nekā mēs esam sapratuši. Mēs varam būt gan mīlētāji, gan cīnītāji, jo abus impulsus atdala mazākais neiroloģiskais attālums.

Optoģenētika un citas jaunas metodes nozīmē, ka zinātnieki var sākt precīzi noteikt tūkstošiem dažādu neironu veidu no aptuveni 86 miljardiem cilvēka smadzenēs.

Neviens neapgalvo, ka mēs esam uz robežas, lai ieviestu neironu slēdžus, lai ierobežotu agresīvu uzvedību. Bet, kā norāda Andersons, pētījums izceļ lielāku punktu par to, kā jauna tehnoloģija var no jauna izgudrot smadzeņu zinātnes veidu. Viņš saka, ka optoģenētikas spēja pārvērst lielā mērā korelējošu zinātnes jomu par tādu, kas pārbauda cēloņsakarību.

Radikāls šajā tehnikā ir tas, ka tā ļauj zinātniekiem izjaukt šūnu vai šūnu tīklu ar izsmalcinātu precizitāti, kas ir atslēga, lai ieskicētu shēmas, kas ietekmē dažādus uzvedības veidus. Tā kā vecākas tehnoloģijas, piemēram, attēlveidošana, ļāva pētniekiem vērot smadzeņu darbību, savukārt optoģenētika ļauj viņiem ietekmēt šo darbību, konkrētos laikos piemeklējot noteiktas smadzeņu daļas, lai redzētu, kas notiek.

Un optoģenētika ir tikai viens no revolucionāru jaunu rīku komplekta, kas, iespējams, spēlēs vadošo lomu tajā, kas izskatās pēc neirozinātnes ziedu laikiem. Galvenās iniciatīvas gan Amerikas Savienotajās Valstīs, gan Eiropā tiecas izprast, kā cilvēka smadzenes — tās samezglotais neironu, saistaudu un ķēžu biezpiens — trīs mārciņas — rada visu, sākot no abstraktas domas līdz jutekļu pamata apstrādei un beidzot ar tādām emocijām kā agresija. Apziņa, brīvā griba, atmiņa, mācīšanās — tās visas šobrīd ir aktuālas, jo pētnieki izmanto šos rīkus, lai izpētītu, kā smadzenes panāk savu šķietami noslēpumaino efektu (skatiet Brīvās gribas neirona meklēšanu).

Savienojumi

Vairāk nekā pirms 2000 gadiem Hipokrāts atzīmēja, ka, ja vēlaties izprast prātu, jums jāsāk ar smadzeņu izpēti. Pēdējo divu tūkstošgažu laikā nekas nav noticis, lai mainītu šo prasību, izņemot instrumentus, ko neirozinātne sniedz uzdevumam.

Neirozinātnes vēsture, tāpat kā pati zinātnes vēsture, bieži vien ir stāsts par jaunām ierīcēm un jaunām tehnoloģijām. Luidži Galvani pirmais nejaušais elektrods, kas izraisīja vardes muskuļa raustīšanos, ir iedvesmojis katru nākamo elektrisko zondi, sākot ar Valtera Hesa ​​kaķa zondi un beidzot ar pašreizējo dziļās smadzeņu stimulācijas terapeitisko pielietojumu Parkinsona slimības ārstēšanai (apmēram 30 000 cilvēku visā pasaulē pašlaik ir implantēti elektrodi smadzenes, lai ārstētu šo stāvokli). Plākstera skava ļāva neiroanatomistiem redzēt jonu bēgumus un plūsmu neironā, kad tas gatavojas šaušanai. Un maz ko Pols Lauterburs saprata, kad viņš 70. gadu sākumā savā laboratorijā Ņujorkas štata universitātē Stony Bruokā fokusēja spēcīgu magnētisko lauku uz vienu nelaimīgu gliemeni, ka viņš un viņa kolēģi lika pamatu magnētiskajai rezonansei. attēlveidošanas (MRI) iekārtas, kas ir palīdzējušas atklāt dzīvu smadzeņu iekšējo ainavu un darbību.

Augošie neironi : Pētot to, kas notiek nepareizi

Taču ģenētikas un genoma rīku sasniegumi pēdējos gados ir patiesi mainījuši neirozinātni. Šie sasniegumi padarīja iespējamas ģenētiskās manipulācijas optoģenētikas centrā. Vēl jaunākas genoma rediģēšanas metodes var izmantot, lai precīzi mainītu dzīvo šūnu ģenētiku laboratorijā. Kopā ar optoģenētiku šie rīki nozīmē, ka zinātnieki var sākt precīzi noteikt tūkstošiem dažādu veidu nervu šūnu funkcijas starp aptuveni 86 miljardiem cilvēka smadzenēs.

Nekas neliecina par jaunas tehnoloģijas vērtību vairāk kā zinātnieku skaits, kuri to ātri pieņem un izmanto, lai pieprasītu jaunas zinātnes teritorijas. Kā saka Edvards Boidens, MIT zinātnieks, kurš palīdzēja izstrādāt optoģenētiku: bieži vien, kad tiek izdota jauna tehnoloģija, notiek neliela zemes sagrābšana.

Un pat tad, kad pētnieki izmanto šīs iespējas genomikā un optoģenētikā, uz skatuves parādās vēl citi sasniegumi. Jauna ķīmiskā apstrāde ļauj tieši redzēt nervu šķiedras zīdītāju smadzenēs; robotizēti mikroelektrodi var noklausīties (un traucēt) dzīvu dzīvnieku atsevišķas šūnas; un sarežģītākas attēlveidošanas metodes ļauj pētniekiem saskaņot nervu šūnas un šķiedras smadzeņu šķēlēs, lai izveidotu trīsdimensiju savienojumu karti. Izmantojot šos rīkus kopā, lai veidotu izpratni par smadzeņu darbību, zinātnieki cer iegūt lielāko kognitīvo spēli: atmiņu, lēmumu pieņemšanu, apziņu, psihiskas slimības, piemēram, trauksmi un depresiju, un, jā, seksu un vardarbību.

Zinātnieki izteica pieņēmumu, ka, ja jūs varētu kontrabandas ceļā ievest neironā gaismas jutīga proteīna gēnu un pēc tam impulsēt šūnu ar gaismu, jūs varētu izraisīt tās aizdegšanos. Jūs varētu ieslēgt un izslēgt konkrētus neironus.

2013. gada janvārī Eiropas Komisija ieguldīja miljardu eiro, lai uzsāktu savu Cilvēka smadzeņu projektu, kas ir 10 gadus ilga iniciatīva, lai noteiktu visas smadzenēs esošās saites. Vairākus mēnešus vēlāk, 2013. gada aprīlī, Obamas administrācija paziņoja par iniciatīvu Brain Research, izmantojot progresīvās novatoriskās neirotehnoloģijas (BRAIN), kas, domājams, šajā jomā ienesīs pat 1 miljardu ASV dolāru, un liela daļa no agrīnā finansējuma ir paredzēta tehnoloģiju attīstībai. Pēc tam ir Human Connectome Project, kura mērķis ir izmantot secīgu smadzeņu audu šķēlumu elektronu mikroskopa attēlus, lai kartētu nervu šūnas un to savienojumus trīs dimensijās. Howard Hughes Medicīnas institūtā Virdžīnijā un Allena smadzeņu zinātnes institūtā Sietlā tiek uzsāktas papildu savienojuma un kartēšanas iniciatīvas. Tie visi ir daļa no lieliem globāliem centieniem, gan publiski, gan privāti finansēti, lai izveidotu visaptverošu priekšstatu par cilvēka smadzenēm, sākot no gēnu un šūnu līmeņa līdz savienojumu un ķēžu līmenim.

Pagājušā gada decembrī kā pirmais solis BRAIN iniciatīvā Nacionālie veselības institūti lūdza priekšlikumus 40 miljonu dolāru vērtiem projektiem par tehnoloģiju attīstību neirozinātnēs. Kāpēc BRAIN iniciatīva tik lielu uzsvaru liek uz tehnoloģijām? saka Kornēlija Bargmane, Rokfellera universitātes neirozinātniece, kas vada projekta plānošanas procesu. Patiesais mērķis ir saprast, kā smadzenes darbojas daudzos līmeņos, telpā un laikā, daudzos dažādos neironos, viss vienlaikus. Un tas, kas mums neļāva to saprast, ir tehnoloģiju ierobežojumi.

Noklausīšanās

Optoģenētikas pirmsākumi radās 2000. gadā vēlu nakts sarunās Stenfordas universitātē. Tur neirozinātnieki Karls Deisserots un Edvards Boidens sāka izplatīt idejas par veidiem, kā identificēt un galu galā manipulēt ar noteiktu smadzeņu ķēžu darbību. Deisserots, kuram Stenfordā bija doktora grāds neirozinātnēs, ilgojās izprast (un kādreiz arī ārstēt) garīgās ciešanas, kas cilvēci ir mocījušas kopš Hipokrāta ēras, īpaši trauksmi un depresiju (skat. Spīdošā gaisma par neprātu). Boidenam, kurš studēja smadzeņu darbības jomā, bija visēdāja zinātkāre par neirotehnoloģiju. Sākumā viņi sapņoja par sīku magnētisku lodīšu izvietošanu kā veidu, kā manipulēt ar smadzeņu darbību veseliem, dzīviem dzīvniekiem. Bet kādu brīdi nākamo piecu gadu laikā nodzisa cita veida spuldze.

Kopš 1970. gadiem mikrobiologi ir pētījuši gaismas jutīgu molekulu klasi, kas pazīstama kā rodopsīni, kas tika identificēti tādos vienkāršos organismos kā baktērijas, sēnītes un aļģes. Šīs olbaltumvielas darbojas kā vārtsargi gar šūnas sienu; kad tie atklāj noteiktu gaismas viļņa garumu, tie vai nu ielaiž jonus šūnā, vai, gluži pretēji, izlaiž jonus no tās. Šis jonu bēgums un plūsma atspoguļo procesu, kurā neirons uzliesmo: elektriskais lādiņš nervu šūnā uzkrājas, līdz šūna atbrīvo elektriskās aktivitātes smaili, kas plūst gar tās šķiedras (vai aksona) garumu uz sinapsēm, kur ziņojums tiek pārsūtīts uz nākamo šūnu ceļā. Zinātnieki izteica pieņēmumu, ka, ja jūs varētu kontrabandas ceļā ienest gēnu vienam no šiem gaismas jutīgajiem proteīniem neironā un pēc tam impulsēt šūnu ar gaismu, jūs varētu to izraisīt. Vienkārši sakot, jūs varētu ieslēgt vai izslēgt noteiktus neironus pie samaņas esoša dzīvnieka ar gaismas uzliesmojumu.

2004. gadā Deisserots veiksmīgi ievietoja gēnu gaismas jutīgai molekulai no aļģēm zīdītāju neironos traukā. Deisserots un Boydens turpināja parādīt, ka zilā gaisma var izraisīt neironu aizdegšanos. Apmēram tajā pašā laikā Deisserota laboratorijai pievienojās absolvents Fens Džans. Džans, kurš bija ieguvis priekšlaicīgu pieredzi gan molekulārās bioloģijas, gan gēnu terapijas metodēs, būdams vidusskolas students Desmoinā, Aiovas štatā, parādīja, ka vēlamā proteīna gēnu var ievadīt neironos ar ģenētiski modificētu vīrusu palīdzību. Atkal izmantojot zilās gaismas impulsus, Stenfordas komanda pēc tam pierādīja, ka tā var ieslēgt un izslēgt elektriskos impulsus vīrusu modificētajās zīdītāju nervu šūnās. Ievērojamā dokumentā, kas parādījās Dabas neirozinātne 2005. gadā (pēc tam, kā saka Boidens, to noraidīja Zinātne ), Deisserots, Džans un Boidens aprakstīja tehniku. (Neviens to nesauktu par optoģenētiku vēl vienu gadu.)

Neirozinātnieki nekavējoties izmantoja šīs tehnikas spēku, dzīvajos dzīvniekos ievietojot gaismas jutīgus gēnus. Pētnieki paša Deisseroth laboratorijā to izmantoja, lai noteiktu jaunus ceļus, kas kontrolē trauksmi pelēm, un gan Deisseroth komanda, gan viņa līdzstrādnieki Sinaja kalna slimnīcā Ņujorkā izmantoja to, lai ieslēgtu un izslēgtu depresiju žurkām un pelēm. Un Susumu Tonegawa laboratorija MIT nesen izmantoja optoģenētiku, lai laboratorijas dzīvniekiem radītu viltus atmiņas.

Kad pagājušā gada decembrī es apmeklēju Boidena biroju MIT Media Lab, zinātnieks izsauca savus iecienītākos jaunākos dokumentus par optoģenētiku. Vārdu steigā, tikpat ātri kā taustiņsitieni, Boidens aprakstīja jau izstrādātās otrās paaudzes tehnoloģijas. Viens no tiem ietver atsevišķu nervu šūnu noklausīšanos anestēzijā esošiem un pie samaņas esošajiem dzīvniekiem, lai redzētu lietas, kas virmo zem darbības jūras neironā, kad dzīvnieks ir bezsamaņā. Boyden teica: Tas burtiski izgaismo, ko nozīmē domas, apziņa un jūtas.

Zinātnieki bieži izmanto tādus vārdus kā pārsteidzošs un negaidīts, lai raksturotu jaunākos rezultātus, atspoguļojot optoģenētikas ietekmi uz psihisko slimību izpratni.

Boydena grupa arī tikko bija nosūtījusi dokumentu, kurā ziņots par jauniem optoģenētikas pavērsieniem: atsevišķus, neatkarīgus neironu ceļus var traucēt vienlaikus ar sarkano un zilo gaismas viļņu garumu. Tehnikai ir potenciāls parādīt, kā dažādas shēmas mijiedarbojas un ietekmē viena otru. Viņa grupa strādā arī pie neprātīgi blīvām ierakstīšanas zondēm un mikroskopiem, kas cenšas fiksēt visu smadzeņu darbību. Ambīcijas nav pieticīgas. Vai jūs varat ierakstīt visas smadzeņu šūnas, viņš saka, lai jūs varētu vērot domas, lēmumus vai citas sarežģītas parādības, pārejot no sajūtām uz emocijām un pārejot no lēmuma pie darbības vietas?

Smadzeņu kartēšana : Informācijas lielceļu kartēšana

Dažu kvartālu attālumā Fens Džans, kurš tagad ir MIT docents un Broad Institute mācībspēks, uzskaitīja mūžsenus neirozinātnes jautājumus, kuriem tagad varētu uzbrukt jaunās tehnoloģijas. Vai varat atjaunināt atmiņu un palielināt ietilpību? viņš jautāja. Kā ģenētiski tiek kodētas neironu ķēdes? Kā jūs varat pārprogrammēt ģenētiskās instrukcijas? Kā novērst ģenētiskās mutācijas, kas izraisa nepareizu vadu vai citus nervu sistēmas darbības traucējumus? Kā padarīt vecās smadzenes jaunākas?

Papildus tam, ka Džans palīdzēja izgudrot optoģenētiku, viņam bija galvenā loma gēnu rediģēšanas tehnikas, ko sauc par CRISPR, izstrādē (sk. 10 Breakthrough Technologies: Genome Editing, maijs/jūnijs). Šī tehnoloģija ļauj zinātniekiem mērķēt uz gēnu, piemēram, neironos, un to izdzēst vai modificēt. Ja tas ir pārveidots, lai iekļautu mutāciju, par kuru zināms vai ir aizdomas, ka tā izraisa smadzeņu darbības traucējumus, zinātnieki var izpētīt šo traucējumu progresēšanu laboratorijas dzīvniekiem. Alternatīvi pētnieki var izmantot CRISPR laboratorijā, lai mainītu cilmes šūnas, kuras pēc tam var audzēt neironos, lai redzētu ietekmi.

Pārredzamība

Atgriežoties Stenfordā, kad viņš klīnikā neredz pacientus ar autisma spektra traucējumiem vai depresiju, Deisserots turpina izgudrot rīkus, ko viņš un citi var izmantot, lai pētītu šos apstākļus. Pagājušajā vasarā viņa laboratorija ziņoja par jaunu veidu, kā zinātnieki varēja vizualizēt nervu šķiedru kabeļus, kas pazīstami kā baltā viela, kas savieno attālus smadzeņu apgabalus. Paņēmiens, ko sauc par Clarity, vispirms imobilizē tādas biomolekulas kā olbaltumvielas un DNS plastmasai līdzīgā sietā, kas saglabā pēcnāves smadzeņu fizisko integritāti. Pēc tam pētnieki caur sietu izskalo sava veida mazgāšanas līdzekli, lai izšķīdinātu visus taukus smadzeņu audos, kas parasti bloķē gaismu. Smadzenes tiek padarītas caurspīdīgas, pēkšņi atklājot visu trīsdimensiju elektroinstalācijas modeli.

Kopā jaunie rīki pārveido daudzus tradicionālos uzskatus neirozinātnēs. Piemēram, kā Deisserots atzīmēja pārskata rakstā, kas publicēts šī gada sākumā Daba , optoģenētika ir apstrīdējusi dažas idejas, kas ir pamatā dziļai smadzeņu stimulācijai, kas ir plaši izmantota, lai ārstētu visu, sākot no trīces un epilepsijas līdz trauksmei un obsesīvi-kompulsīviem traucējumiem. Neviens nezina, kāpēc tas darbojas, taču tiek pieņemts, ka tā terapeitiskā iedarbība izriet no ļoti specifisku smadzeņu reģionu elektriskās stimulācijas; neiroķirurgi pieliek neparastas pūles, lai elektrodus novietotu ar vislielāko precizitāti.

Tomēr 2009. gadā Deisserots un kolēģi parādīja, ka, īpaši stimulējot balto vielu, neironu kabeļus, kas atrodas netālu no elektrodiem, tika panākts visspēcīgākais Parkinsona slimības simptomu klīniskais uzlabojums. Citiem vārdiem sakot, ne smadzeņu apkārtne bija svarīga, bet gan tas, kuras nervu maģistrāles iet garām tuvumā. Zinātnieki bieži izmanto tādus vārdus kā pārsteidzošs un negaidīts, lai raksturotu šādus nesenos rezultātus, atspoguļojot optoģenētikas ietekmi uz psihisko slimību izpratni.

Tādā pašā veidā Caltech Andersons norāda, ka sabiedrības un zinātnes aizraušanās ar funkcionālajiem MRI pētījumiem pēdējo divu desmitgažu laikā ir radījusi iespaidu, ka daži smadzeņu reģioni darbojas kā nervu darbības centri — ka amigdala ir baiļu centrs, piemēram, vai hipotalāms ir agresijas centrs. Bet viņš salīdzina fMRI ar skatu uz nakts ainavu no lidmašīnas 30 000 pēdu augstumā un mēģinājumu noskaidrot, kas notiek vienā pilsētā. Turpretim optoģenētika ir sniegusi daudz detalizētāku priekšstatu par šo niecīgo hipotalāmu šūnu sadalījumu un tādējādi daudz sarežģītāku un niansētāku agresijas priekšstatu. Konkrētu neironu aktivizēšana šajā mazajā pilsētiņā var likt organismam sākt karu, bet blakus esošo neironu aktivizēšana var pamudināt to mīlēties.

Jaunie paņēmieni sniegs zinātniekiem pirmos ieskatus cilvēka izziņas darbībā — skatījums uz to, kā domas, jūtas, priekšnojautas un disfunkcionālas garīgās aktivitātes rodas no neironu ķēdēm un noteikta veida šūnu darbības. Pētnieki tikai sāk gūt šīs atziņas, taču, ņemot vērā neseno tehnoloģiju attīstības tempu, attēls varētu parādīties ātrāk, nekā kāds sapņoja, kad optoģenētikas gaisma pirmo reizi iedegās pirms dažiem gadiem.

Stīvens S. Hols ir zinātniskais rakstnieks un autors Ņujorkā. Viņa pēdējā funkcija priekš MIT tehnoloģiju apskats bija Slikto atmiņu labošana .

paslēpties