Zní to, jako by se mistr Yoda z Hvězdných válek na stará kolena rozhodl udělat díru do světa v biotechnologiích. Koneckonců, i vážený člen Rady Jediů by měl jít s dobou. Ovládání genů myšlenkami ale není bio science-fiction, nýbrž ryzí a pořádně šťavnatá věda, zcela čerstvě publikovaná online v Nature Communications.
Působení síly myšlenek do genetiky se svými kolegy zavádí bioinženýr Martin Fussenegger ze Švýcarského federálního technologického institut v Curychu a také Univerzity v Basileji. Vyvinuli totiž technologii, která umožňuje pomocí mozkových vln ovládat tvorbu proteinů z genů, čili jejich expresi. Podle Fusseneggera je to úplně poprvé, co jsme dokázali bezdrátově přenést mozkovou aktivitu přímo do regulačního mechanismu genů a řídit s ní produkci proteinů. O něčem takovém snili bioinženýři dlouhé roky a teď to funguje.
Fusseneggerův tým inspirovala pozoruhodná hra Mindflex, během níž hráči posunují kuličku svým vědomím. Na hlavě mají speciální snímače, které jim snímají aktivitu mozkových vln. Mindlex je vlastně takový hravý elektroencefalogram (EEG), jehož údaje hra překládá do pohybů kuličky na malé futuristické překážkové dráze. Podobnou hru s myšlenkami a kuličkou si můžete zahrát například v liberecké iQLANDII.
Bionženýři použili podobné snímače nošené na hlavě ke čtení EEG a spolu s nimi bezdrátově poháněný optogenetický implantát s buněčnou kulturou. Jejich technologie analyzuje přečtené mozkové vlny a přes rozhraní Bluetooth je bezdrátově posílá do generátoru elektromagnetického pole, které zase pohání bezdrátovou energií implantát. Následně se zapne LED dioda, která blízce infračerveným světlem osvítí kultivační komoru v implantátu, s geneticky upravenými buňkami. Když tyto buňky osvítí infračervené světlo, tak buňky spustí výrobu požadovaného proteinu.
Fussenegger a spol. už vyzkoušeli novou technologii v buněčných kulturách a také u myší, přičemž fungování genů vědomím ovládalo více různých testovacích osob. Badatelé svým myšlenkovým ovladačem řídili produkci lidského enzymu SEAP (SEcreted Alkaline Phosphatase), což je snadno detekovatelná a tudíž v experimentech oblíbená alkalická fosfatáza. Tento enzym vyrobený buňkami implantátu pak pronikal do krevního oběhu pokusných myší.
Experimentátoři mohli svým vědomím nejen zapínat výrobu enzymu SEAP, ale také regulovat jeho množství a ovládat LED diodu. Jednoduchým způsobem si nacvičili tři různé stavy mysli. První z nich byla koncentrace mysli, což byl stav u lidí, kteří hráli na výzkumném počítači populární Minecraft. Koncentrovaná mysl uvolňovala průměrné množství enzymu SEAP. Lidé, kteří se důkladně uvolnili a dosáhli stavu meditace mysli, uvolňovali velké množství enzymu a lidé kteří využívali zpětnou vazbu pozorováním LED diody implantátu zase mohli svým vědomím tuto diodu zapínat a vypínat.
Podle Fusseneggera je jejich myšlenkový přepínač produkce enzymů úplně nový a překvapivě jednoduchý. Použití LEDky s blízce infračerveným světlem zároveň přináší mnohé výhody. Není dramaticky nebezpečné pro lidské buňky, proniká hlouběji do tkáně a také umožňuje kontrolu zrakem. Fusseneggerův systém prozatím úspěšně funguje v kulturách lidských buněk a v systémech člověk – laboratorní myš. Vědci ale doufají, že by podobný vědomím ovládaný implantát v blízké budoucnosti mohl významně pomoci například v léčbě neurologických onemocnění, jako jsou chronické bolesti hlavy, zad anebo epilepsie.
Literatura
ETH Zurich News 11. 11. 2014, Nature Communications 5: 5392 (online 11. 11. 2014).