Стимулюючи певні нейрони зорової кори, можна домогтися від мозку потрібної поведінки.
Галюцинація - це коли нам здається, що ми щось бачимо, або чуємо, або відчуваємо якісь дотики, або нюхаємо те, чого насправді немає. Тобто вся справа в якійсь активності нервових клітин мозку, і, найімовірніше, саме тих, які займаються обробкою відповідних сигналів - нейронів зорової кори, слухової кори тощо.
Але якщо галюцинація починається з таких клітин, то чи не можемо ми викликати штучну галюцинацію, включивши нейрони за допомогою якогось експериментального нейробіологічного методу? Такий метод дійсно є - це, звичайно, оптогенетика, про яку ми неодноразово писали. Суть оптогенетичних методів у тому, що в нейрони вводять ген світлочутливого білка, після чого нервову клітку можна включати або вимикати за допомогою світлових імпульсів прямо в живому мозку; світло, в свою чергу, приходить по спеціальних світловодах.
За допомогою оптогенетичних методів вдалося дізнатися дуже багато нового, але до недавнього часу таким способом можна було діяти тільки на групу близькорозташованих нейронів. Нейрони обробляють інформацію групами, однак це зовсім не обов'язково група сусідів - нейрон, що працює над певним завданням, може взаємодіяти з клітинами, які знаходяться трохи віддалік. З іншого боку, зараз активно розвиваються методи, що дозволяють спостерігати за окремо взятою кліткою. Але досі знову ж таки не вдавалося домогтися якогось ефекту в поведінці тварини, діючи на один-єдиний нейрон.
Тоді стає зрозуміло, в чому був сенс експериментів двох дослідницьких груп, зі Стенфорда і Колумбійського університету, які опублікували свої результати в Science і в Cell. По-перше, вони модифікували клітини зорової кори мишей так, щоб ними можна було керувати оптогенетично - тобто клітини отримали фоточутливий білок. Але, крім того, клітини отримали ще один додатковий білок, який світився, коли в клітці змінювався рівень іонів кальцію. Рівень кальцію змінюється, коли клітина активна, так що за допомогою кальцієчутливого білка можна було зрозуміти, які клітини реагують на певний зовнішній стимул.
Далі мишам показували дві смугасті картинки: на одній смузі чергувалися горизонтально, на іншій вертикально. Якщо миша бачила горизонтальні смуги, вона нічого не робила, якщо ж смуги були вертикальними, це був сигнал, що можна напитися з трубочки з водою, яка була тут же - вертикальні смуги означали, що в трубочці є вода.
Спостерігаючи за активністю нейронів у мозку щура, дослідники зрозуміли, які клітини включаються на «водну» картинку. Якщо їх потім стимулювали - все разом - щур поводився так, як ніби бачив перед собою вертикальні смуги. Тобто можна сказати, що у мишей штучно викликали галюцинацію, причому не галюцинацію взагалі, а змусили побачити в розумі цілком певну картину. Але метою обох хитромудрих експериментів була, звичайно, не галюцинація сама по собі.
Насправді дослідники прямо довели, що клітини, які приймають зорові сигнали від очей, формують поведінку, і що для поведінкового ефекту важлива активність саме групи нейронів, а не якоїсь окремої могутньої клітини - можливо, це і очевидно, але багато очевидностей в науці вимагають експериментального підтвердження, особливо, коли мова йде про нейробіологію.
Можливо, що й інші «відчуваючі» нейрони мозку, які першими приймають сигнали від вух, носа і т. д., діють на поведінку точно так само, але щоб в точності зрозуміти, так воно чи не так, потрібні додаткові дослідження.