Если внедрить ген опсина в нейрон и осветить, нейрон сработает. Щелкнув выключателем, можно мгновенно определить нейронный путь, отвечающий за определенное поведение, поскольку белки, которые вырабатывает опсин, проводят электричество, — и нейрон сработает.
Однако трудность в том, чтобы точно внедрить этот ген в конкретный нейрон. Для этого используется технология, заимствованная из генной инженерии. Ген опсина внедряется в безвредный вирус (из которого удалены все опасные гены); потом при помощи предельно точных инструментов этот вирус вводится в конкретный нейрон. Затем вирус уже сам заражает нейрон, внедряя свои гены в его ДНК. В результате, когда на нервную ткань направляют луч света, этот нейрон включается. Таким образом можно установить точный маршрут, по которому проходят определенные сообщения.
Но оптогенетика не только определяет нервные пути, освещая их, она позволяет ученым управлять поведением подопытных. Этот метод оказался успешным. Ученые давно подозревали, что за то, что плодовые мушки улетают от опасности, отвечает какой-то простой нейронный контур. Оптогенетические методы позволили наконец определить, какой именно. Теперь достаточно осветить мушек, чтобы они снялись с места и дружно улетели.
Кроме того, ученые теперь могут лучом света заставить червя прекратить извиваться, а в 2011 г. был достигнут еще один прорыв. Ученые из Стэнфорда сумели внедрить ген опсина в точно заданный участок мозжечковой миндалины мыши. Эти мыши были специально выращены робкими и всегда сидели, съежившись, в уголке своей клетки. Но когда пучок света вспыхивал в мозгу такой мыши, она внезапно теряла робость и начинала исследовать свою клетку.
Из этого эксперимента можно сделать далеко идущие выводы. Если поведение дрозофил может быть основано на простом рефлекторном механизме, в котором задействована горстка нейронов, то мышь обладает полноценной лимбической системой, аналог которой имеется и в человеческом мозге. Хотя многие эксперименты, успешно работающие с мышами, не переносятся на людей, существует все же вероятность, что когда-нибудь ученым удастся отыскать конкретные нервные пути, связанные с определенными психическими заболеваниями, а затем и научиться лечить их без каких бы то ни было побочных эффектов. Как говорит доктор Эдвард Бойден из МТИ, «если вы хотите выключить какой-то контур мозга, а альтернативой этому служит хирургическое удаление участка мозга, то имплантация оптоволокна может показаться предпочтительной».
Одно из первых практических применений оптогенетики связано с лечением болезни Паркинсона. Как мы уже видели, ее можно лечить при помощи глубокой стимуляции мозга, но, поскольку мы не умеем пока размещать электроды в мозгу с достаточной точностью, всегда остается опасность инсульта, кровотечения, инфекции и т.п. Глубокая стимуляция мозга может также вызвать побочные эффекты, такие как головокружение и бесконтрольное сокращение мышц: ведь электроды могут случайно стимулировать и другие нейроны. При помощи оптогенетики можно улучшить метод глубокой стимуляции мозга, определив точно на уровне отдельных нейронов, какие нервные цепи срабатывают не вовремя.
Не исключено, что жертвам паралича эта новая технология тоже будет полезна. Как мы видели в главе 4, уже проводились опыты по подключению парализованных людей к компьютеру как средству управления механической рукой, но, поскольку тактильные ощущения у человека при этом отсутствуют, он часто роняет или ломает предметы, который хочет взять. «Передавая информацию с размещенных на кончиках пальцев протеза датчиков непосредственно в мозг при помощи оптогенетических методов, можно в принципе обеспечить высокоточное чувство прикосновения», — говорит доктор Кришна Шеной из Стэнфорда.
Кроме того, оптогенетика поможет прояснить вопрос о том, какие нервные пути связаны с поведением человека. Уже готовы планы экспериментов с этой технологией на человеческом мозге, в первую очередь в связи с лечением болезней психики. Разумеется, препятствий впереди немало. Во-первых, технология требует вскрытия черепа, а если нейроны, которые намечено исследовать, расположены глубоко в толще мозга, то и более травмирующей процедуры. Наконец, в мозг необходимо вживить тонкие волокна, через которые можно будет осветить модифицированные нейроны и запустить таким образом желаемое поведение.
После того как нейронные пути расшифрованы, вы можете их стимулировать, заставляя животных вести себя по меньшей мере странно (например, мыши будут бегать кругами, пока вы их не остановите). Ученые только начинают трассировку нервных путей, управляющих простым поведением животных, но в будущем, вероятно, появится целая энциклопедия подобных схем поведения, в том числе и человека. Однако, попав не в те руки, оптогенетика может быть использована для управления поведением человека.
В целом положительные стороны оптогенетики значительно перевешивают ее отрицательные стороны. Оптогенетика может буквально вскрывать перед учеными нервные пути мозга, позволяя помогать тем, кто страдает от проблем с психикой и других болезней. Возможно, когда-нибудь это даст ученым инструменты, при помощи которых можно будет исправлять нанесенный ущерб, а возможно, и излечивать болезни, которые прежде считались неизлечимыми. Таким образом, в ближайшем будущем от оптогенетики следует ждать только благ. Но в более отдаленной перспективе, когда будут изучены пути, определяющие человеческое поведение, оптогенетику можно будет использовать для управления поведением человека или по крайней мере для его изменения.
Управление сознанием и будущее
В целом попытки ЦРУ использовать наркотики и гипноз закончились неудачей. Эти техники оказались слишком нестабильными и непредсказуемыми, чтобы принести пользу военным. С их помощью можно вызвать у человека галлюцинации и зависимость, но стереть память, сделать человека более сговорчивым или вынудить его делать что-то против его воли никому пока не удавалось. Правительства, конечно, и дальше не оставят таких попыток, но их цель слишком расплывчата. На данный момент химические препараты слишком неизбирательны, чтобы дать нам возможность контролировать чье-то поведение.
Но этот рассказ должен послужить предупреждением. Карл Саган упоминает один кошмарный сценарий, который в принципе может претвориться в жизнь. Представьте себе диктатора, который вживляет электроды детям в мозг в центры боли и удовольствия. Затем эти электроды можно будет подключить к компьютерам, чтобы диктатор мог одним нажатием кнопки управлять подданными.
Еще один кошмарный сценарий предусматривает зонды, помещенные в мозг таким образом, чтобы можно было подавлять наши желания и перехватывать контроль над мышцами, вынуждая нас делать то, что мы делать не хотим. Работа доктора Дельгадо, конечно, груба, но она ясно продемонстрировала, что подача электрических импульсов в двигательные области мозга может взять верх над сознательными мыслями, и тогда мышцы выходят из-под нашего контроля. Он сумел определить лишь несколько простых схем поведения у животных, которыми можно управлять при помощи электрических зондов. Но не исключено, что в будущем ученые смогут отыскать множество самых разных поведенческих схем, которыми можно будет управлять при помощи простого выключателя.
Если бы под таким контролем оказались вы, то ощущение, скорее всего, было бы не из приятных. Вы, конечно, можете считать себя хозяином собственного тела, но тут мышцы начали бы работать без вашего разрешения и делать какие-то вещи против вашей воли. Электрический импульс, поданный в мозг, может оказаться сильнее, чем те импульсы, что вы сознательно посылаете мышцам, и будет казаться, что кто-то попросту завладел вашим телом. Ваше собственное тело превратится в чужеродный объект.
В принципе, какой-то вариант этого кошмара действительно может стать реальностью в будущем. Но есть несколько факторов, которые, в свою очередь, могут этому воспрепятствовать. Во-первых, эта технология находится в зачаточном состоянии, и неизвестно, получится ли применить ее к человеку, так что у нас пока есть время, чтобы следить за ее развитием и, может быть, найти какие-то средства защиты, которые не дадут возможности использовать эту технологию во зло. Во-вторых, диктатор может решить, что пропаганда и силовое давление — обычные методы управления населением — дешевле и эффективнее, чем вживление электродов миллионам детей (а это дорогая и инвазивная процедура). И, в-третьих, в демократическом обществе, вероятно, не обойдется без энергичных публичных дебатов о перспективах и недостатках этой технологии. Придется принять законы, которые не позволили бы использовать эти методы во зло, но при этом не снизили бы их способность уменьшать страдания людей. Очень скоро наука даст нам несравненную возможность заглянуть в мозг и подробно познакомиться с нервными путями. Необходимо четко отличать те технологии, что способны облагодетельствовать человечество, от тех, что позволят взять его под контроль. Но принять такие законы можно только в высокообразованном и хорошо информированном обществе.
