แสงสว่างในห้องใต้หลังคา: ทัศนวิสัยที่ว่าจะทำให้การแฮ็กสมอง Transhuman เป็นไปได้อย่างไร

ชีววิทยาเป็นเหมือน Legos เพราะพูดเชิงเปรียบเทียบทุกอย่างก็เหมือน Legos ความจริงก็คือร่างกายของเราซึ่งเป็นผู้ค้าส่งที่ดูเหมือนจะเหนียวแน่นจริง ๆ แล้วประกอบไปด้วยชิ้นส่วนเล็ก ๆ นับไม่ถ้วนและฟังก์ชั่นการผสมและจับคู่นั้นมีลักษณะเป็นเนื้อเลือดและไม่ใช่เรื่องยาก ตัวอย่างเช่น - และเพื่อให้ได้ขบวนรถไฟแบบลอจิคัลนี้คุณสามารถผลิตเซลล์ประสาทที่สามารถสร้างและตอบสนองต่อแสงได้ดังนั้นจึงสร้างระบบสารสื่อประสาทใหม่ที่ไม่รบกวนระบบที่มีอยู่สมองที่อยู่ด้านบนสุดของสมอง

นี่คือความคิดที่หัวใจ (หรือหัวหรืออะไรก็ตาม) ของสนามใหม่ของออพโตเจเนติค เช่นเดียวกับเครื่องมืออื่น ๆ ทางชีววิทยาออพโตจีเนติกส์ตั้งอยู่บนชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตอื่นที่“ ยืมมา” ในกรณีนี้มันเป็นโปรตีนที่เรียกว่า channelrhodopsin-2 (ChR-2) และมาจากสาหร่ายสีเขียวที่เรียกว่า Chlamydomonas reinhardtii. ปรากฎว่ามีหลายช่องทางที่ไวต่อแสงเช่นนี้ ความคิดคือการสร้างระบบชีวภาพใหม่โดยใช้อิฐ ChR-2 โดยอิฐ

ตั้งแต่ Karl Deisseroth ออกแบบเซลล์ประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ปลูกในห้องแล็บเพื่อแสดง ChR-2 ในปี 2005 นักวิจัยหลายคนได้ทำการทดลองเกี่ยวกับจักษุวิทยาโดยใช้มันเพื่อหาว่าเซลล์ประสาททำอะไร ตัวอย่างเช่นเซลล์ประสาทประเภทหนึ่ง - เรียกว่าเซลล์ประสาท parvalbumin neocortical - ปรับจังหวะ 40 รอบต่อวินาทีในสมอง (“ แกมมา oscillations”) เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าการแกว่งตัวของแกมม่านั้นผิดปกติในผู้ป่วยจิตเภทและออทิสติกดังนั้นจึงมีกลยุทธ์ใหม่ในการตรวจสอบและแก้ไขเซลล์เหล่านี้ในปัจจุบัน นี่เป็นกลยุทธ์ที่น่าสนใจเป็นพิเศษ แม้ว่าพันธุศาสตร์พื้นฐานของแต่ละคนจะสร้างผลลัพธ์ที่ผิดปกติในเซลล์เหล่านี้หากนักวิทยาศาสตร์สามารถแทนที่ผลลัพธ์นั้นได้ แต่พันธุศาสตร์เหล่านั้นก็ไม่สำคัญ

อีกไม่นานนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มทดลองกับความคิดในการสร้างเครือข่ายออปโตเจติคโดยใช้เซลล์เรืองแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมุ่งเน้นที่ประเภทของเรืองแสงเรืองแสงที่ค้นพบโดย Osamu Shimomura ในปี 1962 ซึ่งมาจากแมงกะพรุน Aequorea victoria และตอบสนองต่อแสง (Shimomura ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการวิจัยของเขา) เซลล์สร้างแสงและเซลล์ที่ไวต่อแสงคือ - เพื่อย้ำคำอุปมา - เหมือนสองด้านของเลโก้

โดยการกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างเซลล์ทั้งสองชนิดนี้นักวิทยาศาสตร์อาจจะสามารถบรรลุระดับความแม่นยำของเซลล์ประสาทได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน พวกเขายังสามารถรับเซลล์ออปโตเจเนติกเพื่อตอบสนองต่อแสงโดยไม่ต้องติดไฟฉายไว้ที่หัวเมาส์ซึ่งเท่ห์โดยเฉพาะกับเมาส์

แต่สิ่งที่เกี่ยวกับการใช้งาน ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือสร้างเซลล์ที่ตอบสนองต่อแสงสร้างมันขึ้นมา ดังนั้นเมื่อพวกเขาทำหน้าที่ทางชีวภาพเตะเข้า - กล่าวว่าพวกมันผลิตเลปตินหรือเกรลินและควบคุมความอยากอาหารของคุณ - พวกมันจะสว่างขึ้นและกระตุ้นระบบ ด้วยการทำเช่นนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถโทรกลับปริมาณ ghrelin ที่ผลิตเพื่อให้ผู้คนหิวน้อยลงน้อยลง หรือพวกเขาสามารถปรับปริมาณอินซูลินที่ปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อค่าน้ำตาลในเลือด หรือพวกเขาอาจท่วมโซนด้วยอะดรีนาลีนเมื่อผู้ป่วยเหนื่อย

อีกวิธีหนึ่งสามารถแฮ็คระบบที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นโดยวิศวกรเซลล์ยับยั้ง optogenetically ใน amygdala เพื่อตอบสนองต่อแสงและเปิดใช้งานเซลล์ประสาทใน amygdala ในการผลิตนักวิจัยแสงสามารถ rewire เซลล์ประสาทของผู้คน rewire เพื่อครอบงำความรู้สึกของความเครียดหรือความวิตกกังวล ไม่ต้องกังวลอีกต่อไป (นี่อาจนำไปสู่การตกงานในขณะที่ผู้คนเดินออกไปเพื่อไล่ตามความปิติยินดี)

เราอาจได้รับนักเล่นที่นิ่งกว่า: บางทีเราอาจจะคิดระบบที่เซลล์ประสาทแต่ละตัวในเครือข่ายแสดงออกถึงสีของมันเองและเซลล์ออปโตเจติคจำเป็นต้องมีการกระตุ้นการทำงานของทุกช่องทาง ดังนั้นแทนที่จะใช้การยิงของเซลล์ประสาทเดียวจึงต้องเปิดใช้งานหน่วยความจำทั้งหมดเพื่อให้ระบบทำงานได้ บางทีผลกระทบที่ไม่ดีของความทรงจำบางอย่างอาจถูกลดทอนลง หรือทั้งหมดสามารถตอบสนองต่อยาเสพติดได้ดังนั้นผู้ใช้จึงสามารถเปิดหรือปิดได้

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ ยังคงมีอุปสรรคทางวิทยาศาสตร์และกฎระเบียบที่สำคัญอยู่ก่อนที่การวางสาย sci-fi นี้จะเริ่มต้นขึ้นอย่างจริงจัง เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ในมุมมององค์การอาหารและยายังไม่อนุมัติขั้นตอนการบำบัดด้วยยีนใด ๆ และเพียงหนึ่งขั้นตอนได้รับการอนุมัติในยุโรป สิ่งนี้อยู่ไกลออกไป

แต่มันกำลังจะมา

และมันก็ไม่ได้หายไปจากนักวิจัยว่าเซลล์ออพโตเจนิกส์ยังสามารถทำงานกับฮาร์ดแวร์ได้ด้วยว่าเราไม่เพียงแฮ็คระบบของเราโดยใช้เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้ แต่เสียบตัวเราเข้ากับระบบที่ใหญ่กว่า ชีววิทยาเป็นเหมือน Legos แต่มันก็น้อยกว่า Legos มากกว่าที่ควรจะเป็น คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลง