Може би никога не сте виждали зебрафит лично. Но погледнете зебрафа в краткото видео по-горе и ще видите нещо непознато досега на науката: визуално представяне на мисъл, движеща се през мозъка на живо същество.
Група учени от Японския национален институт по генетика обявиха умопомрачителното постижение в документ, публикуван днес в Current Biology . Чрез вмъкване на ген в ларви на зебрафини - често използвани в изследванията, тъй като цялото му тяло е прозрачно - и с помощта на сонда, която открива флуоресценция, те успяха да уловят психичната реакция на рибата на плувен параметрий в реално време.
Ключът към технологията е специален ген, известен като GCaMP, който реагира на присъствието на калциеви йони чрез увеличаване на цветовете. Тъй като активността на невроните в мозъка включва бързо повишаване на концентрациите на калциеви йони, вкарването на гена причинява конкретните зони в мозъка на зебрафина, които се активират да светят ярко. Използвайки сонда, чувствителна към флуоресценцията, учените успяха да наблюдават местата на мозъка на рибата, които се активират всеки даден момент - и по този начин да уловят мисълта на рибата, тъй като тя „плува“ около мозъка.
Ембрионите и ларвите на зебрафите често се използват в изследванията, тъй като до голяма степен са полупрозрачни. Изображение чрез Wikimedia Commons / Адам Амстердам
Конкретната мисъл, заснета във видеото по-горе, възникна след като в околната среда на рибата беше пуснат парамеций (едноклетъчен организъм, който рибата счита за хранителен източник). Учените знаят, че мисълта е пряката реакция на рибата към движещия се параметрий, тъй като като първоначална част от експеримента те идентифицират конкретните неврони в мозъка на рибата, които реагират на движение и посока.
Те картографираха отделните неврони, отговорни за тази задача, като накараха рибите да визуално следват движение на точка през екран и да проследят кои неврони са активирани. По-късно, когато направиха същото за рибата, докато тя наблюдаваше плувния параметър, същите области на мозъка светнаха и активността се премести по тези области по същия начин, предсказан от умствените карти в резултат на насоченото движение на параметрия, Например, когато параметърът се е движел отдясно на ляво, невронната активност се е движила от ляво на дясно, поради начина, по който визуалната карта на мозъка е обърната в сравнение с зрителното поле.
Това не е първият път, когато GCaMP е поставен в зебраф за целите на изобразяването, но за първи път изображенията са заснети като видео в реално време, а не като статично изображение след факта. Изследователите постигнаха това чрез разработване на подобрена версия на GCaMP, която е по-чувствителна към промените в концентрацията на калциеви йони и дава по-големи нива на флоресценция.
Изпълнението очевидно е чудо само по себе си, но участващите учени виждат, че това води до редица практически приложения. Ако например учените са имали способността бързо да картографират частите на мозъка, засегнати от химикал, който се разглежда като лекарство, биха могли да бъдат разработени нови и ефективни психиатрични лекарства.
Те също така предвиждат отварянето на вратата към различни още по-невероятни - и може би малко притеснителни (кой в края на краищата наистина иска да им прочете ума?) - приложения за откриване на мисълта. „В бъдеще можем да тълкуваме поведението на животно, включително учене и памет, страх, радост или гняв, въз основа на активността на конкретни комбинации от неврони“, казва Коичи Каваками, един от съавторите на вестника.
Очевидно е известно време, но това изследване показва, че концепцията за четене на мислите на животно чрез анализ на неговата умствена дейност може да премине отвъд научната фантастика, за да влезе в царството на научните приложения в реалния свят.
