Молекулярні біологи з Інституту Салка в Каліфорнії розробили технологію, яка дозволяє вибірково керувати активністю нейронів за допомогою ультразвуку. За аналогією з методом оптогенетики, де для того ж завдання використовується світло, автори назвали свій метод соногенетикою. Роботу опубліковано в журналі.
Метод заснований на використанні для активації нейронів механорецепторів - трансмембранних білків, які відкриваються для іонів при механічному впливі, наприклад, при розтягненні клітинної мембранни, в якій вони знаходяться. В оптогенетиці аналогічну роль виконують білки каналродопсини, які реагують на опромінення світлом. Відкриття каналу призводить до прагнення в клітку іонів кальцію, деполяризації мембрани і, врешті-решт, спрацювання («активації») нейрона у формі серії спайків.
Для відкриття механоцепторів автори використовували ультразвук - приблизно тієї ж енергії, що застосовується в медичній діагностиці. Ультразвук набагато краще світла проникає в тканини, тому віддалену активацію нейронів у мозку потенційно можна проводити взагалі без будь-якої хірургічної операції (яка потрібна в оптогенетиці).
Однак різниця між каналродопсинами і механорецепторами, як виявили автори, ще й у тому, що для активації механорецепторів недостатньо одного тільки ультразвукового опромінення. Автори нової роботи виявили, що як підсилювач впливу ультразвуку можна використовувати нановузирки повітря в ліпідних міцелах. Введені в організм, вони практично вільно поширюються по тканинах, концентрують на собі вплив звукових хвиль і дозволяють активувати механорецептори.
На даний момент вчені випробували технологію активації нейронів на круглих хробаках, Автори статті спостерігали за активацією нервової системи за допомогою флюоресцентних маркерів і керували рухом хробака. Нервова система добре вивчена, і, як у всіх нематод, містить рахункове число нейронів. Механорецептор, який використовувався в роботі (TRP-4), є власним рецептором хробаків, але може бути досить легко клонований в будь-який еукаріотичний організм. Однак перенесення технології на більш складні і великі організми також вимагатиме дослідження механізму поширення нанопузирків в їх тканинах і перевірки того, як вони впливають на фізіологію організму.