Ο έλεγχος του Νού δε είναι και τόσο τραβηγμένη ιδέα για το Rockfeller University

Εχουν βαλθεί να μας κάνουν μια ''υγιή'' κοινωνία, με το ζόρι βέβαια, αλλά από ότι έχει δείξει η ιστορία πάντα ''νοιάζονται για εμάς.

Μετά το βραχιολάκι που σχεδιάζει το Ηνωμένο Βασίλειο να κυκλοφορήσει για τους πολίτες του, τον Ιανουάριο του 2022, για να τους βοηθήσει να καλυτερέψουν την υγεία τους, με διάφορες ανταμοιβές όπως εισητήρια κινηματογράγου, έρχεται και ο έλεγχος απο απόσταση, γιατί το βραχιολάκι μπορεί κάποιος να το ξεχάσει.

''Τον Ιανουάριο του 2022 το Υπουργείο Υγείας και Κοινωνικής Φροντίδας, με επικεφαλής τον Sajid Javid, σχεδιάζει να κυκλοφορήσει μια νέα εφαρμογή που φέρεται να βοηθά τους ανθρώπους να κάνουν θετικές αλλαγές στη διατροφή και τη σωματική τους δραστηριότητα.

Ένα πιλοτικό πρόγραμμα θα βλέπει τους χρήστες να φορούν συσκευές που φοριούνται στον καρπό που μπορούν να δημιουργήσουν εξατομικευμένες συστάσεις υγείας, όπως αύξηση του αριθμού των βημάτων τους, κατανάλωση περισσότερων φρούτων και λαχανικών και μείωση του μεγέθους των μερίδων.

Οι χρήστες φέρεται να συλλέγουν πόντους για συμπεριφορές που κρίνονται υγιείς από την κυβέρνηση, οι οποίες θα ξεκλειδώνουν ''ανταμοιβές''. Η κυβέρνηση λέει ότι αυτές οι ανταμοιβές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν «πάσο για

γυμναστήριο, κουπόνια ρούχα ή φαγητό, εκπτώσεις για καταστήματα και εισιτήρια κινηματογράφου ή θεματικών πάρκων.''

Η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου θα ξεκινήσει το Σύστημα Κοινωνικής Πίστωσης το 2022

Το σύστημα «κοινωνικής πίστης-υποταγής» της Κίνας κατατάσσει τους πολίτες και τους τιμωρεί με περιορισμένες ταχύτητες διαδικτύου και απαγορεύσεις πτήσεων εάν το Κομμουνιστικό Κόμμα τους κρίνει αναξιόπιστους

Και επειδή το βραχιολάκι είναι άβολο, θα προχωρήσουν να ''ελέγχουν τις μερίδες του φαγητού'' από απόσταση.

Για να δούμε τι μας λέει η έρευνα από το 2016.

            Εικονογράφηση Έλεν Γουάινστιν

εΤΟΙΜΑΣΤΕ ΤΑ ΑΛΟΥΜΙΝΟΧΑΡΤΑ ΣΑΣ — 

Ο ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΝΟΥ δεν είναι τόσο τραβηγμένη ιδέα όσο μπορεί να φαίνεται. Στο εργαστήριο του Jeffrey M. Friedman , αυτό συμβαίνει συνεχώς, αν και τα υποκείμενα είναι ποντίκια, όχι άνθρωποι.

Ο Friedman και οι συνεργάτες του έχουν επιδείξει ένα τηλεχειριστήριο που λειτουργεί με ραδιόφωνο για την όρεξη και το μεταβολισμό της γλυκόζης των ποντικών - μια εξελιγμένη τεχνική για την ασύρματη αλλαγή των νευρώνων στον εγκέφαλο των ζώων. Με το πάτημα ενός διακόπτη, είναι σε θέση να κάνουν τα ποντίκια να πεινάσουν —ή να καταστέλλουν την όρεξή τους— ενώ τα ποντίκια κάνουν τη ζωή τους κανονικά. Είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιούν για να ξετυλίξουν τη νευρολογική βάση του φαγητού και είναι πιθανό να έχει εφαρμογές για μελέτες άλλων σκληρών συμπεριφορών.

«Στην πραγματικότητα, δημιουργήσαμε μια αντιληπτική ψευδαίσθηση ότι το ζώο είχε πτώση του σακχάρου στο αίμα».

«Έχουμε συνδυάσει μόρια που χρησιμοποιούνται ήδη σε κύτταρα για άλλους σκοπούς με τρόπο που επιτρέπει σε μια αόρατη δύναμη να πάρει τον έλεγχο ενός ενστίκτου τόσο αρχέγονου όσο η πείνα», λέει ο Friedman.

Ο Friedman,  καθηγήτρια Marilyn M. Simpson , εργάζεται πάνω στην τεχνική εδώ και αρκετά χρόνια με τη Sarah Stanley, μια πρώην μεταδιδακτορική στο εργαστήριό του, που τώρα είναι επίκουρος καθηγητής στην Ιατρική Σχολή Icahn στο Όρος Σινά και συνεργάτης στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο Rensselaer. 

Έχοντας επίγνωση των περιορισμών των υπαρχουσών μεθόδων για την ενεργοποίηση των εγκεφαλικών κυττάρων σε ζωντανά ζώα, η ομάδα ξεκίνησε να εφεύρει έναν νέο τρόπο. 

Μια ιδανική προσέγγιση, σκέφτηκαν, θα ήταν όσο το δυνατόν πιο μη επεμβατική και μη επιζήμια. Και θα πρέπει να λειτουργεί γρήγορα και επανειλημμένα.

Αν και υπάρχουν άλλοι τρόποι για την παροχή σημάτων στους νευρώνες, ο καθένας έχει τους περιορισμούς του. Στην εν τω βάθει διέγερση του εγκεφάλου, για παράδειγμα, οι επιστήμονες περνούν ένα καλώδιο μέσω του εγκεφάλου για να τοποθετήσουν ένα ηλεκτρόδιο δίπλα στα κύτταρα-στόχους. Αλλά το εμφύτευμα μπορεί να βλάψει τα κοντινά κύτταρα και ιστούς με τρόπους που παρεμποδίζουν τη φυσιολογική συμπεριφορά. 

Η Οπτογενετική, η οποία λειτουργεί παρόμοια, αλλά χρησιμοποιεί οπτικές ίνες και παλμό φωτός αντί για ηλεκτρισμό, έχει το ίδιο πρόβλημα. Μια τρίτη στρατηγική - η χρήση φαρμάκων για την ενεργοποίηση γενετικά τροποποιημένων κυττάρων που εκτρέφονται σε ποντίκια - είναι λιγότερο επεμβατική, αλλά τα φάρμακα αργούν να δράσουν και να εξαφανιστούν.

Η λύση στην οποία χτύπησε η ομάδα του Friedman, που αναφέρεται ως ραδιογενετική ή μαγνητογενετική, αποφεύγει αυτά τα προβλήματα. Με τη μέθοδό τους, που δημοσιεύτηκε το 2016 στο  Nature , οι βιολόγοι μπορούν να ενεργοποιήσουν ή να απενεργοποιήσουν τους νευρώνες σε ένα ζωντανό ζώο κατά βούληση - γρήγορα, επανειλημμένα και χωρίς εμφυτεύματα - κατασκευάζοντας τα κύτταρα για να τα κάνουν δεκτικά σε ραδιοκύματα ή μαγνητικό πεδίο.

Η μέθοδος συνδέει πέντε πολύ διαφορετικά βιολογικά εργαλεία, τα οποία μπορεί να φαίνονται ιδιότροπα μπερδεμένα, όπως μία κατασκευή Rube Goldberg σε μοριακή κλίμακα. 

Βασίζεται σε μια πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη δανεισμένη από μέδουσες, ένα περίεργο αντίσωμα που προέρχεται από καμήλες, σακούλες με σωματίδια σιδήρου και το κυτταρικό ισοδύναμο μιας πόρτας κατασκευασμένης από πρωτεΐνη που διαπερνά τη μεμβράνη - όλα παραδίδονται και εγκαθίστανται από έναν γενετικά τροποποιημένο ιό. 

Το τηλεχειριστήριο για αυτό το εργαλείο είναι ένα τροποποιημένο εργαλείο συγκόλλησης (αν και ένας μαγνήτης που αγοράζεται από το κατάστημα λειτουργεί επίσης).

Η πρώτη πρόκληση των ερευνητών ήταν να βρουν κάτι σε έναν νευρώνα που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως κεραία για την ανίχνευση του εισερχόμενου ραδιοφωνικού σήματος ή του μαγνητικού πεδίου. 

Η λογική επιλογή ήταν η φερριτίνη, μια πρωτεΐνη που αποθηκεύει τον σίδηρο στα κύτταρα σε σωματίδια που μοιάζουν με μπαλόνια πλάτους μόλις δώδεκα νανόμετρα. 

Ο σίδηρος είναι απαραίτητος για τα κύτταρα, αλλά μπορεί επίσης να είναι τοξικός, επομένως δεσμεύεται σε σωματίδια φερριτίνης μέχρι να τον χρειαστεί. Κάθε σωματίδιο φερριτίνης φέρει μέσα του χιλιάδες κόκκους σιδήρου που ταλαντεύονται ως απόκριση σε ένα ραδιοσήμα και μετατοπίζονται και ευθυγραμμίζονται όταν βυθίζονται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Όλοι έχουμε αυτά τα σωματίδια να στροβιλίζονται μέσα στα εγκεφαλικά μας κύτταρα, αλλά οι κινήσεις συνήθως δεν έχουν καμία επίδραση στους νευρώνες.


Friedman και Stanley, με εξοπλισμό που χρησιμοποιούν για να στείλουν ραδιοκύματα. Φωτογραφία Zachary Veilleux

Η ομάδα του Friedman συνειδητοποίησε ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν έναν γενετικά τροποποιημένο ιό για να δημιουργήσουν πόρτες στην εξωτερική μεμβράνη ενός νευρώνα. 

Αν μπορούσαν στη συνέχεια να συνδέσουν με κάποιο τρόπο κάθε πόρτα σε ένα σωματίδιο φερριτίνης, σκέφτηκαν, μπορεί να ήταν σε θέση να κουνήσουν τη φερριτίνη αρκετά ώστε να ανοίξει η πόρτα. 

«Η «πόρτα» που επιλέξαμε ονομάζεται TRPV1», λέει ο Stanley. 

«Μόλις ενεργοποιηθεί το TRPV1, τα ιόντα ασβεστίου και νατρίου θα ρέουν στη συνέχεια στο κύτταρο και θα πυροδοτούν τον νευρώνα να πυροδοτήσει». Τα κομμάτια που δανείστηκαν από καμήλες και μέδουσες παρείχαν ό,τι χρειάζονταν οι επιστήμονες για να συνδέσουν την πόρτα με τη φερριτίνη (δείτε Πώς να εξοπλίσετε μια πλαϊνή μπάρα  εγκεφάλου , στο τέλος του άρθρου).

Μόλις η ομάδα έβαλε σε λειτουργία τον νέο μηχανισμό ελέγχου, το έβαλαν σε δοκιμή. Για τους Friedman και Stanley, στόχος των οποίων είναι να ξεδιαλύνουν τις βιολογικές αιτίες της υπερφαγίας και της παχυσαρκίας, η πρώτη εφαρμογή ήταν προφανής: 

Προσπαθήστε να εντοπίσετε συγκεκριμένους νευρώνες που εμπλέκονται στην όρεξη. Η ομάδα τροποποίησε τους νευρώνες που ανιχνεύουν τη γλυκόζη -κύτταρα που πιστεύεται ότι παρακολουθούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα στον εγκέφαλο και τα διατηρούν εντός φυσιολογικού εύρους- για να τα θέσουν υπό ασύρματο έλεγχο. 

Για να το επιτύχουν αυτό, εισήγαγαν τα γονίδια TRPV1 και φερριτίνης σε έναν ιό και -χρησιμοποιώντας ένα ακόμη γενετικό τέχνασμα- τα έγχυσαν στους νευρώνες που ανιχνεύουν τη γλυκόζη. Στη συνέχεια, θα μπορούσαν να παλέψουν με τα κύτταρα για να δουν εάν εμπλέκονται, όπως υποπτευόντουσαν, στον συντονισμό της σίτισης και στην απελευθέρωση ορμονών, όπως η ινσουλίνη και η γλυκαγόνη, που κρατούν υπό έλεγχο τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα.

Μόλις ο ιός είχε αρκετό χρόνο για να μολύνει και να μεταμορφώσει τους νευρώνες-στόχους, οι ερευνητές άνοιξαν έναν ραδιοπομπό συντονισμένο στα 465 kHz, λίγο πιο κάτω από τη ζώνη που χρησιμοποιείται για το ραδιόφωνο AM.

Οι νευρώνες ανταποκρίθηκαν. Άρχισαν να πυροβολούν, σηματοδοτώντας έλλειψη γλυκόζης παρόλο που τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα του ζώου ήταν φυσιολογικά. 

Και άλλα μέρη του σώματος ανταποκρίθηκαν ακριβώς όπως θα έκαναν σε μια πραγματική πτώση του σακχάρου στο αίμα: τα επίπεδα ινσουλίνης έπεσαν, το συκώτι άρχισε να αντλεί περισσότερη γλυκόζη και τα ζώα άρχισαν να τρώνε περισσότερο. «Στην πραγματικότητα», λέει ο Friedman, «δημιουργήσαμε μια αντιληπτική ψευδαίσθηση ότι το ζώο είχε χαμηλή γλυκόζη στο αίμα, παρόλο που τα επίπεδα ήταν φυσιολογικά».

Εμπνευσμένοι από αυτά τα αποτελέσματα, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν εάν ο μαγνητισμός, όπως τα ραδιοκύματα, μπορεί να ενεργοποιήσει τη φερριτίνη για να ανοίξει τις κυτταρικές πόρτες. 

Το έκανε: Όταν η ομάδα έβαλε τα κλουβιά των ποντικών κοντά σε μια μηχανή μαγνητικής τομογραφίας ή κουνούσε έναν μαγνήτη σπάνιων γαιών πάνω από τα ζώα, ενεργοποιήθηκαν οι νευρώνες τους που ανιχνεύουν τη γλυκόζη.

Η τόνωση της όρεξης είναι ένα πράγμα. Θα μπορούσαν επίσης να το καταστείλουν; 

Η ομάδα βελτίωσε το γονίδιο TRPV1 ώστε να διοχετεύει χλωρίδιο, το οποίο δρα αναστέλλοντας τους νευρώνες. Τώρα, όταν εισήγαγαν το τροποποιημένο TRPV1 στους νευρώνες, η ορμή του χλωρίου έκανε τους νευρώνες να συμπεριφέρονται σαν το αίμα να ήταν υπερφορτωμένο με γλυκόζη. Η παραγωγή ινσουλίνης αυξήθηκε στα ζώα και έτρωγαν λιγότερο. «Αυτό φαίνεται να δείχνει ξεκάθαρα ότι ο εγκέφαλος καθώς και το πάγκρεας εμπλέκονται στη ρύθμιση της γλυκόζης», λέει ο Friedman.

Ο Friedman και ο Stanley ελπίζουν ότι οι βιολόγοι θα είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν το σύστημα τηλεχειρισμού για να αντιμετωπίσουν μια σειρά από νευρικές διεργασίες εκτός από την όρεξη. 

Και πέρα ​​από ένα βασικό ερευνητικό εργαλείο, η μέθοδος θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για διαταραχές του εγκεφάλου.

Για παράδειγμα, θα μπορούσε κανείς να φανταστεί τη χρήση του για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον ή του βασικού τρόμου - καταστάσεις που μερικές φορές αντιμετωπίζονται με βαθιά εγκεφαλική διέγερση, μέσω καλωδίων που εμφυτεύονται στον εγκέφαλο των ασθενών και συνδέονται με μια μπαταρία που βρίσκεται στο στήθος. 

Πιθανώς, θα ήταν λιγότερο επεμβατικό να εγχυθεί ο γενετικά τροποποιημένος ιός στο ίδιο σημείο του εγκεφάλου και να τον αφήσουμε να τροποποιήσει μόνιμα τα κύτταρα εκεί, κάνοντάς τα να ανταποκρίνονται στον ασύρματο έλεγχο.

Θεωρητικά, μπορεί επίσης να είναι δυνατό να γίνουν τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς δεκτικά στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αφαιρώντας τα από το σώμα, χορηγώντας TRPV1 και φερριτίνη και στη συνέχεια τοποθετώντας τα κύτταρα πίσω, λέει ο Friedman. 

Αυτό θα ήταν ένα πρωτόκολλο που δεν διαφέρει από αυτά που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος σε θεραπείες με βλαστοκύτταρα και σε ορισμένες ανοσοθεραπείες καρκίνου, στις οποίες τα κύτταρα των ίδιων των ασθενών τροποποιούνται και επανεμφυτεύονται ξανά στο σώμα τους.

Σε αυτό το σημείο, ωστόσο, η κλινική χρησιμότητα του συστήματος είναι θέμα εικασίας. «Είμαστε πολύ μακριά από το να το χρησιμοποιήσουμε σε ανθρώπους για ιατρικές θεραπείες», λέει ο Friedman. 

«Θα πρέπει να γίνουν πολλά για να μπορέσει να δοκιμαστεί».

Πιθανότατα απο το 2016, να έχουν γίνει και να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους.

  Εικονογράφηση Έλεν Γουάινστιν

Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν έξυπνο τρόπο για να ελέγχουν τους νευρώνες μέσω του ραδιοφώνου, συνδυάζοντας γονίδια από ανθρώπους, καμήλες και μέδουσες. Χρησιμοποιούν έναν κατασκευασμένο ιό για να εγκαταστήσουν μια πόρτα στην εξωτερική μεμβράνη κάθε νευρώνα στόχου και στη συνέχεια σπρώχνουν την πόρτα να ανοίξει χρησιμοποιώντας σωματίδια φερριτίνης που ανταποκρίνονται σε ισχυρά ραδιοσήματα. Μόλις ανοίξει η πόρτα, τα ιόντα ασβεστίου χύνονται στο κύτταρο και ενεργοποιούν τον νευρώνα να πυροδοτήσει.

Εικονογράφηση Jasu Hu
  1. Για να εγκαταστήσουν το ραδιογενετικό σύστημα σε νευρώνες, οι επιστήμονες εξόπλισαν έναν αδενοϊό με τα διάφορα γονίδια που απαιτούνται για να λειτουργήσει το σύστημα. Έπειτα έριξαν τον τροποποιημένο ιό στα εγκεφαλικά κύτταρα που ήθελαν να αλλάξουν.
  2. Ένα από τα προστιθέμενα γονίδια παράγει την TRPV1, μια πρωτεΐνη που κανονικά βοηθά τα κύτταρα να ανιχνεύουν τη θερμότητα και την κίνηση. Μέσα σε κάθε νευρώνα, η πρωτεΐνη TRPV1 (ροζ) ενσωματώνεται στην εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου. Όπως μια πόρτα, μπορεί να αλλάξει σχήμα για να ανοίξει ή να κλείσει ένα κανάλι ιόντων. Για να προσθέσουν ένα πόμολο στην πόρτα, οι ερευνητές έραψαν το TRPV1 σε ένα «νανοσωματικό» (ιώδες) - μια ασυνήθιστα απλή ποικιλία αντισωμάτων που βρίσκεται στις καμήλες.
  3. Τα σωματίδια φερριτίνης γεμάτα σίδηρο (πράσινα) χρησιμεύουν ως αισθητήρας του συστήματος. Για να τους επιτρέψουν να πιάσουν από το πόμολο της πόρτας νανοσωματίου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα γονίδιο για το GFP - μια πρωτεΐνη μέδουσας που είναι πράσινη κάτω από το υπεριώδες φως. Από τη σχεδίασή του, το νανοσωματίδιο και το GFP κολλάνε μεταξύ τους σφιχτά. Το σύστημα είναι πλέον συνδεδεμένο. Όταν εκτίθενται σε ισχυρά ραδιοκύματα ή μαγνητικά πεδία, τα σωματίδια φερριτίνης ταλαντεύονται, το κανάλι ιόντων ανοίγει και ιόντα ασβεστίου (κόκκινο) εισρέουν για να ενεργοποιήσουν το κύτταρο.

















Εικονογράφηση Jasu Hu
πηγή