Lazerle zihin kontrolü

Lazer kullanılarak, yuvarlak solucanın istenildiği gibi hareket etmesi sağlandı.

Sahip olduğu şeffaf yapısıyla Caenorhabditis elegans, biyoloji biliminin üzerinde en fazla çalıştığı canlılardan biri. Yuvarlak solucanlar grubunun bir üyesi olan hayvan, aralarında 302 sinirin de yer aldığı tam olarak 1.031 hücreye sahip. Bu sinir hücreleriyse birbirleriyle 5.000 kadar bağlantı aracılığıyla iletişimde.

Canlının, yüzme hareketi sırasında bu sinirleri kullanarak vücut kaslarını nasıl kasıp gevşettiğini anlamaya çalışan Harvard Üniversitesi’nden Andrew Leifer ve çalışma arkadaşları, optogenetik adlı gen mühendisliği yöntemiyle solucanın bazı hücrelerini ışığa duyarlı hale getirmişler.

Solucanın şeffaf vücudu sayesinde lazer ışınları, çalışma sırasında mikroskop altındaki bir kap içinde yüzmekte olan hayvanın herhangi bir noktasına 30 mikron hassasiyetinde odaklanabilmiş. Bunun yanında, mikroskoptan gelen görüntüyü analiz ederek hedef sinir hücrelerini saptayan ve lazer ışınlarını bu noktaya gönderen bir yazılım geliştirilmiş.

Daha önce sabit tutulan solucanlar üzerinde benzer deneyler yürütülmüş olmasına karşın ekip, canlıyı istedikleri tarafa yönlendirmek ve bunun fizyolojisini daha iyi anlayabilmek için serbest dolaşır halde olmasının önemli olduğunu söylüyor.

İlk deneyde solucan ileri doğru ilerlerken baş bölgesi lazer ışınlarının hedefi olmuş. Bu durumda hayvanın üçgen bir şekil çizecek şekilde hareket ettiği görülmüş. İkinci deneyde ise ışınlar tüm vücuttan geçirilmiş ve baş bölgesinin yakınındaki hücrelerin uyarılması ileri yönlü harekete, kuyruğa yakın hücrelerin uyarılmasıysa geriye doğru harekete yol açmış.

Ekip, motor sinyallerin sinir bağlantıları dışında bizzat kas hücreleri tarafından da iletildiğini saptamışlar. İleri deneyler sırasında canlıya bir yere çarptığı hissi verilerek aksi yöne yüzmesi ve hatta yumurta bırakması da sağlanmış durumda.

Sonraki aşamalarda bu sistemin zebra balığı ve meyve sinekleri gibi diğer küçük canlılarda denenemesi planlanıyor.