Korábbi tanulmányok már kimutatták, hogy az őssejtekből származó, az agyba beültetett idegsejtek ugyanúgy néznek ki és viselkednek, mint az eredetileg ott működő idegsejtek. Az ilyen sejtek például kapcsolatokat alakítanak ki a gazdaneuronokkal az egéragyban, és jeleket kapnak tőlük. Azt viszont eddig nem sikerült kimutatni, hogy a beültetett idegsejtek is sikeresen jeleznek-e a gazdanuronoknak, és befolyásolják-e azok működését.
Jason Weick és munkatársai a Wisconsini Egyetemen e kérdések megválaszolásához az optogenetikai célzás nevű eljárást használták. Ez a módszer a neuronok genetikai módosításával egy olyan ioncsatornát (a sejthártyán átnyúló, fehérjével bélelt pórus) hoz létre, amely fény hatására nyílik meg. Ilyenkor képesek átáramlani rajta a pozitív ionok (például nátrium és kalcium), amelyek aktiválják az idegsejtet. A módszer segítségével a kutatók szelektíven aktiválhatják az emberi idegsejteket egy emberi és egérneuronokból álló keverékben.
A kutatók a sejttenyésztéses kísérletekhez genetikailag módosított emberi embrionális őssejteket és olyan egérneuronokat használtak, amelyek összehangolt spontán elektromos aktivitást mutattak egérembriókban. A genetikai módosítás révén a kutatók fénnyel meg tudták nyitni az emberi idegsejtek ioncsatornáit, és így aktiválták őket. Az emberi neuronok aktiválva összehangolt kisülésre késztették az egérneuronokat, ami bizonyította, hogy az idegi kapcsolat oda-vissza működik.
Ezután az egérneuronokkal együtt tenyésztett emberi idegsejteket beültették az egéragy hippokampusz nevű területére. Weick és munkatársai ugyanazt tapasztalták, mint a sejttenyészetek esetében. A fénnyel aktivált emberi neuronok elektromos aktivitást váltottak ki az egérneuronokból.
Az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában (PNAS) megjelent eredmények azért jelentősek, mert megalapozhatják olyan betegségek jövőbeni kezelését, amilyen a Parkinson-kór, a stroke és más idegkárosodással járó állapotok.
Weick és munkatársai most azon dolgoznak, hogy fénnyel aktiválható neuronokat ültessenek különféle neurodegeneratív (idegkárosodással járó) betegségekben szenvedő egerek agyába. Weick úgy képzeli, hogy a jövőben száloptikás kábelt vezetnének az agyba, és ezen keresztül aktiválnák a beültetett sejteket, például olyan neuronokat, amelyek a dopamin nevű idegingerület-átvivő anyagot termelik. Ily módon kezelhetővé válna a Parkinson-kór.