屋根裏部屋の光：光遺伝学はどのようにしてトランスヒューマン脳ハッキングを可能にするか

比喩的に言えば、生物学はレゴスによく似ています。真実は、私たちの体、一見まとまりのある大体は、実際には無数の小さな部分から成り、ミキシングとマッチングの機能は肉質的で血まみれであり、それほど難しくはないということです。例えば ​​- そしてこの論理的列車の回転を得るために - あなたは光を生成してそれに反応することができる場所へのスナップインニューロンを製造することができます。それによって既存のシステム、脳の上の脳と干渉しない真新しい神経伝達物質システムを確立できます。

これは、オプトジェネティクスの新しい分野の核心（あるいは頭かどうか）にある考え方です。生物学における他の多くのツールと同様に、オプトジェネティクスは「借用」された別の生物の生物学に基づいています。この場合、それはchannelrhodopsin-2（ChR-2）と呼ばれるタンパク質で、Chlamydomonas reinhardtiiと呼ばれる緑藻から来ました。 。このような多くの感光性イオンチャンネルがあることがわかります。アイデアはれんが造りのChR-2れんがに基づいて新しい生物学的システムを構築することです。

Karl Deisserothが2005年に実験室でChR-2を発現するように成長させた哺乳類のニューロンを設計して以来、多くの研究者がオプトジェネティクスを研究し、どのニューロンが何をするのかを見つけ出しました。例えば、新皮質パルブアルブミンニューロンと呼ばれるあるタイプのニューロンは、脳内の毎秒40サイクルのリズムを調節します（「ガンマ振動」）。統合失調症患者および自閉症患者の両方においてガンマ振動が異常であることがしばらくの間知られているので、これらの細胞を調査しそして潜在的に補正するための新しい戦略が現在進行中である。これは特に興味深い戦略です。たとえ個人の根底にある遺伝学がこれらの細胞に異常な結果を生み出したとしても、科学者が単にその結果を覆すことができれば、それらの遺伝学は重要ではないでしょう。

ごく最近では、科学者たちはまた、生物発光細胞を使って光遺伝ネットワークを作り出すというアイデアを試し始めています。特に、1962年に下村修によって発見された生物発光のタイプに焦点が当てられています。これはクラゲAequorea victoriaからのもので、光に反応します（Shimomuraは彼の研究でノーベルを得ました）。光を生み出す細胞と光に敏感な細胞は、比喩を繰り返すと、レゴの両面に似ています。

これら2種類の細胞間の相互作用を促進することによって、科学者たちはこれまでにないレベルの神経細胞精度を達成することができるかもしれません。彼らはまた、懐中電灯をマウスの頭に接着することなく、光遺伝学の細胞を光に反応させることができます。これは、特にマウスにとってはクールです。

しかし、アプリケーションはどうでしょうか。一つの可能​​性は、光に反応するまさにその細胞を作り、それを生成することです。つまり、レプチンやグレリンを生産し、それゆえにあなたの食欲を調節すると言っているのであれば、それらが生物学的機能を開始するとき、それらはまた光り、システムを誘発するでしょう。こうすることで、科学者たちはグレリンの生産量を潜在的に減らすことができるので、人々は空腹感を減らすことができます。あるいは、血糖の合図に反応して放出されるインスリンの量を微調整することもできます。あるいは、被験者が疲れたときにアドレナリンでゾーンをあふれさせる可能性があります。

あるいは、既存のシステムをハッキングすることもできます。例えば、光に反応するように扁桃体の抑制性ニューロンを光工学的に操作し、光を発生させるために扁桃体のニューロンを活性化すると、ストレスや不安感を圧倒するように人々の抑制性ニューロンが再配線されます。もう心配ありません。 （人々がある種の喜びを追求するためにさまようようになると、これは失業の急増につながる可能性があります。）

私たちはまだ空想を得ることができます：おそらくネットワークの各ニューロンがそれ自身の色を表現するシステムを考案することができ、そして光遺伝学細胞はそれらの効果が実現されるためにあらゆるチャンネルの活性化を必要とします。そのため、単一のニューロンが発火するのではなく、システムが機能するためにはメモリ全体をアクティブにする必要があります。たぶん、特定の記憶の悪い影響は弱められるかもしれません。あるいは、薬に反応するようにすべてを設定して、ユーザーがその薬を有効または無効にできるようにすることもできます。

いずれにせよ、このSFの再配線が本格的に始まるまでには、まだ大きな科学的および規制上の障害があります。物事を視野に入れるために、FDAはまだどんな遺伝子治療手順も承認していません、そして1つの手順だけがヨーロッパで承認されました。これはもう先の話です。

しかし、それは来ています。

光遺伝学セルがハードウェアでも動作できることは、研究者たちにも失われません。これらの新しい技術を使ってシステムをハックするだけでなく、より大きなシステムに自分自身をつなげることもできます。生物学はレゴに似ていますが、それはレゴに似ています。それが変わることを期待してください。