Хагеманн и его команда назвали принесший успех ген ченнелродопсином (
Карл Дейсерот (Karl Deisseroth), психиатр из Стэнфордского университета, видел немало людей с тяжелыми заболеваниями. Но двое из его пациентов особенно часто заставляют вспоминать о себе. Как-то ему пришлось лечить блестящую студентку колледжа: девушка страдала от жестокой депрессии, из-за умственного расстройства принявшей угрожающий характер. Вторая пациентка была скована во всех своих движениях практически в буквальном смысле – из-за болезни Паркинсона. И этот недуг медленно разрушал участки ее мозга, контролирующие двигательную активность. Больная не могла ходить, улыбаться, есть. «Я не сумел спасти ни одну из них, – говорил мне Дейсерот. – И эта неспособность вылечить их, несмотря на все усилия, постоянно напоминает о себе. Я часто думаю об этих больных».
Карл Дейсерот, невысокий мужчина с фигурой борца, около 40 лет, – не только психиатр, но и нейроученый. Как психиатр он принимает пациентов один день в неделю, а оставшиеся четыре рабочих дня посвящает руководству нейролабораторией в Стэнфорде. В 2004 году он прочитал статью Хагеманна и задал себе тот же вопрос, что и Тсьен в 1999-м: можно ли при болезни Паркинсона генетически видоизменить неправильно функционирующие клетки головного мозга таким образом, чтобы управлять ими посредством светового воздействия?
Однако проблема, связанная с болезнью Паркинсона, не сводится только к выявлению поврежденных структур мозга. Да, травмы такого рода – это плохо. Но еще хуже отсутствие легких путей восстановления нормальной работы нейронных цепочек. Врачи могли либо, введя электроды глубоко в поврежденную область, подвергнуть всю ее электрошоку, либо наполнить весь мозг лекарствами. Подобные методы иногда помогали. Однако, даже в случае успешного лечения, возникали побочные эффекты.
Дейсерот понимал: намного лучшей тактикой было бы восстановление нормальной деятельности поврежденных нейронов при помощи технологии, нацеленной на каждую нуждающуюся в лечении нервную клетку. Однако в первую очередь следовало определить, на какие именно нейроны нужно воздействовать.
Чтобы исследовать этот вопрос, Дейсерот собрал нескольких студентов-выпускников, в числе которых были Фенг Занг (Feng Zhang) и Эд Бойден (Ed Boyden). Занг говорит, очень точно подбирая выражения, и его скупая речь с легким бостонским акцентом сочетается с манерами китайского мандарина. Бойден, напротив, говорит так быстро, что порой проглатывает слова, и иногда кажется, будто его мысли заметно опережают сказанное. Он из тех, кто всегда торопится. В свои 19 лет Эд успел закончить учебу в Массачусетском технологическом институте, защитив диплом по квантовым вычислениям, и устремился в докторантуру по стезе нейронауки.
В 2005 году Занг и Бойден повторили эксперимент Тсьена. Правда, им не пришлось искать необходимый ген. Они встроили его требуемым образом, поместили лабораторный образец ткани с нейронами на предметное стекло микроскопа и ввели тонкий электрод в одну из нервных клеток – чтобы наблюдать за ее возбуждением. После чего направили на эту клетку луч синего света. (Ченнелродопсин в наибольшей мере реагирует на свет с длиной волны 480 нм – то есть на лучи сине-голубой части спектра). Микроскоп, который использовали эти ребята, чем-то напоминал накачанного культуриста. В окуляр была встроена камера, на предметное стекло нацелился лазер, а в больших коробах размещалась аппаратура, предназначенная для усиления слабого тока, который, как они надеялись, должен был появиться. Если в нервной клетке возникнет импульс возбуждения, то на мониторе компьютера должен появиться огромный зубец. Все в точности так и произошло. При каждой вспышке света нейрон приходил в возбуждение, а по белому полю экрана один за другим двигались большие зубцы [121] .
Так у них появился «включатель» нейронов. Однако Бойден понимал: нужно научиться не только «включать», но и «выключать» это возбуждение. Некоторые недуги (например, эпилепсия) связаны с нарушением в нервной системе механизмов торможения. При этом нейроны остаются в перевозбужденном состоянии, изменить которое не удается. Уметь гасить возбуждение нервных клеток мозга – задача не менее важная, чем приводить их в состояние активации. Отсутствие возбуждения – это тоже информация. Допустим, если вы обещаете позвонить кому-то и сказать, что уже пришли домой, то отсутствие такого звонка тоже о чем-то говорит. Или, применительно к компьютерам, 0 не менее важен, чем 1.
