Het idee om licht te gebruiken om neuronen te besturen heeft de afgelopen jaren meerdere onderzoeksroutes geopend. Dit concept van optogenetica zou experts kunnen helpen de complexe mechanismen achter bepaalde ziektes zoals Parkinson en Alzheimer te begrijpen. Hoewel optogenetica nog niet op mensen is getest, heeft een groep onderzoekers van de Universiteit van Stanford met muizen gewerkt en hun bewegingen veranderd met behulp van apparaten die gebaseerd zijn op draadloze energieoverdracht.
Stel je een muis voor die de opdracht kan krijgen om in cirkels te lopen. Zonder voldoende details zou iedereen dit kunnen interpreteren als een soort gedachtecontrole, maar als we preciezer willen zijn, denk ik dat de juiste uitdrukking neurale controle is. Om die controle uit te oefenen is een hersengrens nodig, en de belangrijkste bron is licht. Door licht te gebruiken kunnen wetenschappers specifieke neurale circuits activeren en de effecten op zowel het gedrag als de algemene biologie van de muis bestuderen. Dat brengt ons in het domein van de optogenetica, maar er zijn nog andere details om rekening mee te houden.
Licht naar de hersenen brengen is niet eenvoudig, en er is ook het altijd aanwezige probleem van energie. Eerdere ontwikkelingen vereisten externe batterijen, maar aan de Universiteit van Stanford kozen ze een andere weg. In essentie hebben we het over draadloze energieoverdracht, die we ook zien bij veel mobiele apparaten met ondersteuning voor contactloze opladers. Deze energie in de vorm van radiogolven komt uit een resonantieholte die onder in de kooi is geïnstalleerd. De holte is ontworpen op basis van de parameters van een muizenlichaam, zodat telkens wanneer de muis het bovenste rooster raakte, het een antenne werd.
Met deze techniek wisten de wetenschappers de beweging en sociale interactie van de muis te behouden, zonder in te boeten op het kunnen geven van commando's. Hoe doen ze dat precies? Met de hulp van een eencellige groene alg (Chlamydomonas reinhardtii) die naar lichtbronnen kan zwemmen dankzij een speciaal eiwit. Het gen dat bij dat eiwit hoort, wordt ingebracht in het DNA van neuronen in de hersenen van de muis, waardoor het op afstand bestuurbaar wordt. Ik benadruk dat er nog veel tijd en werk nodig is om zoiets bij mensen te testen, maar het potentieel is enorm.
