Но почему этот прорыв был совершен с помощью светового луча? В норме нейроны не должны отвечать на световое воздействие в большей мере, чем это свойственно нашей коже. (Последняя может обгорать, но это всего лишь вред частного характера.) Сама идея казалась настолько же безумной, как и мысль о том, чтобы завести автомобильный мотор от вспышки молнии. Однако нервные клетки той мышки были не совсем нормальными: в них были вставлены новые гены. Гены, фактически взятые у растений. Ведь последние реагируют на свет. Поэтому в данном случае они должны были, по замыслу экспериментаторов, заставить нейроны мыши отвечать на световое воздействие так, как свойственно растениям.
Гены – это просто инструкции, разумеется. Сами по себе они ничего не делают. Вы можете купить в IKEA стол, однако инструкция по его сборке не заставит все его части волшебным образом собраться. Однако гены «командуют» синтезом белков в клетке, а вот белки-то и определяют происходящее. Судьбоносные протеины растительного происхождения в нейронах мыши проявляли способность реагировать на свет, и его луч теперь мог приводить в возбуждение саму нервную клетку.
Мышь, которая крутится против часовой стрелки, представляет собой нечто совершенно новое: она стала предвестницей того, как могут соединиться животное, растение и технология. Студенты знали, что это предвещает торжество беспрецедентно мощных методов изменения мозговой деятельности. В первую очередь, последние можно использовать в медицинских целях (для лечения некоторых болезней), а затем для изучения взаимодействия головного мозга с телом – интерпретируя информацию, поступающую от наших органов чувств. И в конце концов, эти же методики могут содействовать слиянию человека с машиной.
Рассказ о новой технологии следовало бы начинать с необычного творения природы – водорослей, плавающих на поверхности водоемов. В ранние 1990-е немецкий биолог Питер Хагеманн (Peter Hegemann) экспериментировал с существом, состоявшим из одной клетки, называемым хламидамонадой (
Хагеманн спросил себя: каким образом это одноклеточное, не имея ни глаз, ни мозга, способно реагировать на свет? Как оно «видит»? Что заставляет его «действовать»? В сущности, ученого интересовало, как совокупность молекул узнает о том, что творится в окружающем мире. Если формулировать предельно лаконично, как «работает» жизнь.
Ответ медленно вызревал в течение нескольких лет. Хагеманн и его коллеги обнаружили, что клеточная мембрана усеяна спиралевидными молекулами белка. Ученые предположили: как только фотон света разогревает одну из таких молекул, она распрямляется, теряя свою спиралевидность и создавая в мембране крошечное отверстие – пору. Электрозаряженные ионы следуют через последнюю, меняя электрический потенциал мембраны. Та, в свою очередь, отдает свой небольшой разряд, импульс от которого и приводит в движение хвост. И все «устройство» плывет вперед [116] .
Это было отличное исследование, посвященное клетке. А сама одноклеточная водоросль – ну что за прелесть! Однако, с точки зрения перспектив нейронауки, она – существо совершенно бесполезное, хотя и очаровательное. Какой вклад может внести в нейробиологию одно отдельно взятое одноклеточное? Но оказалось, что с некоторыми фрагментами молекулярной структуры можно обходиться как с фрагментами текста в Word’е: «копировать» у одного существа (команда «Copy») и «вставлять» в другое (команда «Paste»). Например, в 1977 году ученые вставили ДНК, отвечающую за выработку инсулина у человека, в бактерию
Таким образом, когда ученые находят в какой-нибудь клетке представляющий интерес структурный элемент, они пытаются встроить его в другую клетку и выяснить, что получится. В 1999 году Роджер Тсьен (Roger Tsien) [118] , биолог из университета Сан-Диего, Южная Калифорния, внимательно следил за работой Френсиса Крика, призывающего найти наилучшие способы целенаправленной передачи нейронам импульсов возбуждения. Когда Тсьен прочитал об экспериментах с хламидомонадой, он задал себе прямой вопрос: можно ли эту функцию одноклеточной водоросли (реагировать на свет) «встроить» в нервную клетку? Для решения такой задачи необходимо определить, какой ген отвечает за синтез белка, входящего в состав оболочки хламидомонады и проявляющего чувствительность к свету. Его можно было бы перенести в нервную клетку и, как надеялся Тсьен, заставить нейрон возбуждаться при облучении световыми лучами.
