Možda nikad niste vidjeli zebrafish osobno. Ali pogledajte zebrefish u kratkom videozapisu iznad i vidjet ćete nešto što nauci prije nije bilo poznato: vizualni prikaz misli koja se kreće kroz mozak živog bića.
Skupina znanstvenika s japanskog Nacionalnog instituta za genetiku objavila je nevjerojatne rezultate u radu objavljenom danas u časopisu Current Biology . Umetanjem gena u larve zebrafish - koje se često koriste u istraživanjima jer je cijelo tijelo transparentno - i pomoću sonde koja otkriva florescence, uspjeli su u stvarnom vremenu uhvatiti mentalnu reakciju ribe na plivajući kalcij.
Ključ tehnologije je poseban gen poznat kao GCaMP koji reagira na prisutnost kalcijevih iona povećanjem florescentnosti. Budući da aktivnost neurona u mozgu uključuje naglo povećanje koncentracije kalcijevih iona, umetanje gena uzrokuje određena područja u mozgu zebrefis koja su aktivirana da svijetle jarko. Pomoću sonde osjetljive na florescence, znanstvenici su mogli nadzirati lokacije ribljeg mozga koji su se svaki dan aktivirali - i na taj način zarobiti misao ribe kako "pliva" oko mozga.
Embrioni zečeva i larve često se koriste u istraživanjima jer su velikim dijelom prozirni. Slika putem Wikimedia Commons / Adam Amsterdam
Konkretna misao uhvaćena u gornjem videu dogodila se nakon što je paramecij (jednostanični organizam koji riba smatra izvorom hrane) pušten u okoliš ribe. Znanstvenici znaju da je misao izravni odgovor ribe na pomični paramecij jer su, kao početni dio eksperimenta, identificirali pojedine neurone u mozgu ribe koji reagiraju na kretanje i smjer.
Oni su preslikali pojedinačne neurone odgovorne za ovaj zadatak tako što su potaknuli ribu da vizualno slijedi pomicanje točke kroz ekran i prateći koji su neuroni aktivirani. Kasnije, kada su učinili isto za ribu dok je promatrala parametar plivanja, svijetla su se ista područja mozga, a aktivnost se kretala po tim područjima na isti način na koji su predviđale mentalne mape kao rezultat smjera pomicanja paramecija, Na primjer, kad se paramecij pomaknuo s desna na lijevo, aktivnost neurona premještala se s lijeva na desno, zbog načina na koji se vizualna karta mozga preokreće u usporedbi s vidnim poljem.
Ovo nije prvi put da je GCaMP umetnut u zebra za potrebe snimanja, ali prvi je put da su slike snimljene kao video u stvarnom vremenu, a ne kao statična slika nakon činjenice. Istraživači su to postigli razvijanjem poboljšane verzije GCaMP-a koji je osjetljiviji na promjene koncentracije kalcijevih iona i daje veću razinu florescence.
Ostvarenje je očito čudo samo po sebi, ali uključeni znanstvenici vide kako vodi do niza praktičnih primjena. Ako bi, na primjer, znanstvenici imali sposobnost brzo preslikati dijelove mozga na koje je kemikalija razmatrana kao droga, mogli bi se lakše razviti novi i učinkoviti psihijatrijski lijekovi.
Također predviđaju otvaranje vrata za još nevjerojatnije - i možda pomalo zabrinjavajuće (tko, na kraju krajeva, stvarno želi da im se čita um?) - aplikacije za otkrivanje misli. "U budućnosti možemo tumačiti ponašanje životinje, uključujući učenje i pamćenje, strah, radost ili ljutnju, temeljeno na aktivnosti određenih kombinacija neurona", rekao je Koichi Kawakami, jedan od koautora rada.
Prošlo je očito neko vrijeme, ali ovo istraživanje pokazuje da koncept čitanja misli životinje analizom njezine mentalne aktivnosti može nadići naučnu fantastiku i ući u područje stvarnih znanstvenih aplikacija.
