Thiết bị 'thôi miên' ruồi giấm từ xa

"Đây là một bước tiến mới trong ngành khoa học thần kinh", Gero Miesenbock từ trường Y, Đại học Yale nói. "Chúng tôi không chỉ là quan sát thụ động mà còn điều khiển hành vi của chúng".

Hệ thống điều khiển từ xa này được công bố cuối tuần trước. Một ngày nào đó, nó có thể thay thế cho những điện cực cấy ghép mà các nhà khoa học đang sử dụng trong việc nghiên cứu hoạt động thần kinh trên não.

"Nếu chúng tôi gắn điện cực vào não ruồi giấm, chúng tôi sẽ không thể thấy được toàn cảnh vận động của chúng", Miesenbock cho biết. Không những bất tiện khi sử dụng, các điện cực còn vô tình kích thích những nơron bên cạnh vùng mục tiêu, do đó làm sai lệch kết quả nghiên cứu. Ngược lại, kỹ thuật mới có thể sai khiến chỉ một loại nơron vận động, nhờ sử dụng một cú hích gene chọn lọc.

Hệ thống, do Miesenbock và cộng sự cùng trường là Susana Lima phát triển, được cấu tạo từ 3 thành phần: Một ổ khoá, một chìa khoá và một nút bấm.

Ổ khoá ở đây là một kênh ion (cho phép các hạt tích điện đi xuyên qua một màng tế bào). Các nhà nghiên cứu đã thay đổi gene của các nơron đặc biệt sao cho chúng có thêm một kênh ion mà bình thường ruồi giấm không có.

Chìa khoá là một phân tử có tên gọi ATP. Khi liên kết với kênh ion, ATP sẽ khiến nơron loé sáng. Nhóm nghiên cứu cấy ATP vào não ruồi giấm.

Để điều chỉnh sự loé sáng của một nơron đã bị thay đổi gene, các nhà khoa học "gói" phân tử ATP vào trong một cái "lồng phân tử", sao cho cái lồng này sẽ mở ra khi bị một chùm tia laser cực tím chiếu vào. Kênh ion được đặt vào một vùng não có nhiệm vụ kiểm soát hành vi giải trí của ruồi giấm, như nhảy và vỗ cánh.

Khi Lima và Miesenbock chiếu những chùm laser trong khoảng thời gian 200 mili giây, những con ruồi giấm có gắn ổ và chìa khoá phản ứng tức thì, và hành động của chúng đạt 60-80% số lần so với dự kiến. Kết quả này không phải do ruồi giấm sợ hãi tia laser, vì những con bị mù cũng cho phản ứng tương tự. Ánh sáng laser đã xâm nhập qua lớp "da" cứng của chúng để "mở lồng" cho ATP, gây nên hành vi.

Gero Miesenbock nhận định nếu quá trình trên cũng lặp lại ở chuột, các nhà nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn hoạt động của các tế bào não đã dẫn tới những hành vi nào đó. Và có thể nó sẽ rất quan trọng trong việc hiểu biết những rối loạn tâm thần ở người.