Новая технология нейронных «обходов» меняет подход к лечению заболеваний мозга

Исследователи из Медицинской школы Университета Дьюка представили инновационную технологию LinCx, позволяющую создавать индивидуальные электрические соединения между нейронами с высокой точностью. Эта разработка может стать новым способом лечения заболеваний, вызванных нарушениями в мозговых цепях.

Повреждения нейронных связей считаются ключевым фактором во многих неврологических расстройствах. Вместо традиционных методов, основанных на длительном приеме медикаментов или внешней стимуляции, команда под руководством Кафуи Дзирасы создала биологический «провод», который формирует альтернативные пути обхода поврежденных участков мозга.

Технология LinCx и ее особенности

В отличие от существующих подходов, затрагивающих большие группы клеток, LinCx обеспечивает целенаправленное и долговременное изменение активности конкретных нейронных цепей. Разработка позволяет «вставлять» новые электрические соединения с точностью на уровне отдельных клеток, что значительно расширяет возможности управления мозговой активностью.

Основой системы стали белки, изначально обнаруженные у рыб и участвующие в формировании естественных электрических синапсов. Ученые модифицировали эти белки так, чтобы они соединялись только с определенными измененными партнерами, исключая взаимодействие с природными белками мозга. С помощью лабораторных методов, включая новый флуоресцентный тест, были отобраны пары белков, способные надежно передавать электрические сигналы с высокой специфичностью.

Эксперименты и результаты

Испытания на мышах показали, что введение таких искусственных связей усиливает коммуникацию в выбранных нейронных цепях, изменяет паттерны активности мозга и вызывает заметные поведенческие изменения, связанные с социальным взаимодействием и реакцией на стресс.

Для демонстрации универсальности технологии LinCx ученые также провели эксперименты на нематодах. В этих организмах новые соединения повлияли на поведение, связанное с поиском температуры. В мышах вновь наблюдалось изменение активности мозга и поведенческих реакций, что подтверждает гибкость метода.

Перспективы и дальнейшие исследования

«Долгое время в нейронауке отсутствовали инструменты, позволяющие точно контролировать связь между определенными типами клеток», — отметил Дзираса, профессор психиатрии и поведенческих наук. Он подчеркнул, что существующие методы, такие как лекарственные препараты, электрическая стимуляция и оптогенетика, воздействуют на широкие группы клеток, а попытки использовать электрические синапсы ранее часто приводили к нежелательным связям.

По словам исследователя, LinCx избегает этих проблем и может стать более эффективным инструментом, не требующим внешней стимуляции. В ближайших планах команды — проверить, сможет ли технология компенсировать нарушения синапсов, вызванные генетическими дефектами.

«Введение новых электрических соединений с клеточным уровнем точности — важный шаг вперед в понимании и управлении мозговыми сетями», — подчеркнул Дзираса.

Исследование «Долговременное редактирование мозговых цепей с помощью инженерного электрического синапса» было опубликовано 13 мая 2026 года в журнале Nature. В работе приняли участие Элизабет Рэнси, Гвенэль Э. Томас, Элиас М. Уиздом и другие ученые.

Финансирование проекта обеспечили Фонд Бэрроуза Уэлкома, Институт биологических наук имени Эрнеста Е. Джаста, Фонд Хартвелла, Фонд исследований депрессии, Медицинский институт Говарда Хьюза и Национальные институты здравоохранения США.