Невероятно: группа израильских ученых разработала устройство, которое использует мозговые волны человека для дистанционного управления нанороботами на основе ДНК — когда эти нанороботы находились внутри живого таракана. Повинуясь мысленному приказу человека, оболочка робота раскрывается, подобно устрице, и высвобождает лекарственную молекулу, которая правит физиологию клеток таракана.
Несмотря на то, что это «всего лишь демонстрация и доказательство концепции», такая технология открывает для нас новую эпоху нейрокомпьютерных наноинтерфейсов, которые связывают психическое состояние человека с биоактивным грузом, вроде лекарств. Будущие методы лечения, в основе которых будет такой прототип, могут существенно продвинуться в лечении шизофрении, депрессии или других психических расстройств: лекарства будут активироваться только тогда, когда мозговые волны пациента будут демонстрировать признаки ненормальности.
Работа была опубликована в академическом журнале PLoS One.
Взлом телесных функций таракана силой мысли — это довольно интересно уже само по себе, но ученые разрабатывали свою технологию с другой целью на уме: решить надоедливую проблему доставки лекарств.
Доставить препараты куда нужно чрезвычайно сложно, особенно если дело касается внутренней работы мозга.
Когда человек глотает нейроактивную таблетку (скажем, аддералл или риталин), активные ингредиенты начинают циркулировать по телу. Некоторые сразу же разрушаются печенью, что снижает их эффективность, другие же прорываются через кровоток, иногда вызывая побочные эффекты. Ученые пытались обойти эту проблему путем инкапсулирования лекарственных средств в различных оболочках для таблеток или гелях, задерживающих высвобождение. Но даже эти системы не являются полностью управляемыми, поскольку нет никакого способа отключить их, как только оболочка будет снята.
Несколько лет назад группа гарвардских ученых под руководством Джорджа Черча придумала весьма экзотическое решение: нанороботы на основе оригами из ДНК.
Имеющие оболочку, подобно моллюскам, эти наноразмерные роботы состоят из цепочек синтетических молекул ДНК, которые инкапсулируют полезную нагрузку в виде лекарств, пока не наступит время их высвободить. В отличие от таблеток с управляемым высвобождением, препарат физически привязан к оболочке, поэтому он никогда не будет физически свободен и блуждать по телу. Вместо этого полезный груз высвобождается только когда открывается «моллюск»; закройте раковину и сразу же заблокируете лекарство.
Открытие наноробота происходит за счет работы двух замков, каждый из которых представлен особой цепью ДНК под названием аптамер, которая связывается с целевой молекулой — рецептором на поверхности раковых клеток, например. Когда аптамер фиксируется на цели, раковина раскрывается и выпускает ценный груз.