Bruker laserlys til å styre hjerneceller

Ved å sette inn gener og bruke laserlys kan forskerne styre hjerneceller, forteller en av de ledende forskerne på området, professor Karl Deisseroth.

Karl Deisseroth forklarer optogenetikk på ESOF2014. (Foto: Mikkel Ostergaard / ESOF2014)
Karl Deisseroth forklarer optogenetikk på ESOF2014. (Foto: Mikkel Ostergaard / ESOF2014)


Kan man styre aktiviteten i hjernen ved hjelp av lys? 

Ja, svarer den amerikanske psykiateren og hjerneforskeren Karl Deisseroth. 

Han er en av grunnleggerne av optogenetikk – en metode som gjør forskerne i stand til å skru hjerneceller av og på gjennom en kombinasjon av lys og genmanipulasjon.

– Optogenetikk gir oss en forståelse av hvordan forskjellige deler av hjernen fungerer. Det er utrolig spennende, forklarer Deisseroth, som er professor ved Stanford University.

Han var en av hovedinnlederne på ESOF – Europas største vitenskapelige konferanse, som nylig ble avholdt i København.

Lys kan styre oppførsel

– Deisseroth er berømt for mange ting, men viktigst av alt er nok oppdagelsen av optogenetikk, sier Albert Gjedde, som selv hjerneforsker og professor ved Københavns Universitet.

Deisseroth ga en rekke eksempler på hvordan han ved hjelp av optogenetikk kan styre mus og rotters atferd ved å bestråle dem med lys som aktiverer bestemte deler av hjernen.

Slik fungerer optogenetikk

Vi tok tak i Karl Deisseroth etter foredraget, for å få ham til å forklare metoden, som han i fjor mottok The Brain Prize for.

– Optogenetikk er ganske stilig, for vi kan bruke triks fra alger, bakterier og små mikrober. De har sine egne grunner til å produsere noen små proteiner, som blir aktivert av lys, fortalte han. 

Disse proteinene heter opsiner, og de kan bruke lys til å sette i gang elektriske strømmer

Forskerne setter disse opsinene inn i hjerneceller. Og deretter sender de lys inn på dem, og det setter gang i elektriske strømmer i hjernecellene.

- Det er ganske smart, for det er slik hjernecellene normalt fungerer – de flytter rundt på elektriske strømmer. Så på den måten kan vi bruke hjernens naturlige språk.

Opsinene settes inn i hjernecellene ved hjelp av virus.

– Vi kjenner virus som et fenomen som gjør oss syke, men de kan brukes som en sikker metode til å få satt inn bestemte gener i dyr, forklarer Deisseroth.

– Man kan ta en voksen mus som er helt normal, og sprøyte et virus som inneholder et gen for opsiner. Viruset vil nå gi genet til de hjernecellene som sitter der hvor viruset blir sprøytet inn. Og nevronene vil nå bruke genet til å produsere opsiner.

Med andre ord får viruset hjernecellene til å bruke et bestemt gen, som gir ordrer om å produsere opsiner. Da kan forskerne skru hjernecellenes aktivitet av og på ved å bestråle dem med laserlys.

Forskerne bruker lys med mange forskjellige farger.

– I naturen har vi funnet en rekke forskjellige opsiner som reagerer på forskjellige former for lys. Det gjør at vi kan leke med mange forskjellige farger og påvirke forskjellige deler av hjernen samtidig, sier Deisseroth.

Selv om optogenetikk altså har gjort det lettere å undersøke hvordan hjernen fungerer, understreker Deisseroth at det fortsatt er mye forskerne ikke forstår.

– Vi forstår fortsatt ikke hjernen så godt som vi burde, og det er sikkert mysterier vi ikke vil kunne løse. Men jeg tror også at det er mange gåter vi vil kunne løse i fremtiden, sa Deisseroth under foredraget.

Hele foredraget, på litt under en time, kan du høre her:

Psykiater og hjerneforsker Karl Deisseroth var en av hovedtalene på den internasjonale vitenskapskonferansen ESOF i København i slutten av juni.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Powered by Labrador CMS