Možná jste nikdy neviděli zebrafish osobně. Ale podívejte se na zebrafish v krátkém videu nahoře a uvidíte něco, co věda dosud nevěděla: vizuální znázornění myšlenky pohybující se mozkem živého tvora.
Skupina vědců z japonského Národního ústavu genetiky oznámila ohromující úspěch v článku publikovaném dnes v Current Biology . Vložením genu do larev zebrafish - často používaných ve výzkumu, protože celé jeho tělo je průhledné - a pomocí sondy, která detekuje florescenci, byli schopni zachytit mentální reakci ryb na plavající se paramecium v reálném čase.
Klíčem k technologii je speciální gen známý jako GCaMP, který reaguje na přítomnost iontů vápníku zvýšením fluorescence. Protože aktivita neuronů v mozku zahrnuje rychlé zvýšení koncentrací iontů vápníku, vložení genu způsobuje konkrétní oblasti mozku zebrafish, které jsou jasně aktivovány, aby jasně zářily. Pomocí sondy citlivé na květenství byli vědci schopni monitorovat umístění mozku ryby, která byla aktivována v jakémkoli daném okamžiku - a tak zachytit myšlenku ryb, která „plavala“ kolem mozku.
Embrya a larvy zebrafish se často používají ve výzkumu, protože jsou do značné míry průsvitné. Obrázek přes Wikimedia Commons / Adam Amsterdam
Zvláštní myšlenka zachycená ve výše uvedeném videu nastala poté, co byl do prostředí ryb vypuštěn paramecium (jednobunkový organismus, který ryby považují za potravinový zdroj). Vědci vědí, že myšlenka je přímou reakcí ryby na pohybující se paramecium, protože jako počáteční část experimentu identifikovali konkrétní neurony v mozku ryby, které reagují na pohyb a směr.
Mapovali jednotlivé neurony odpovědné za tento úkol tím, že přiměly rybu, aby vizuálně sledovala pohyb tečky přes obrazovku a sledovala, které neurony byly aktivovány. Později, když udělali to samé pro ryby, když sledovali plavající se paramecium, stejné oblasti mozku se rozzářily a aktivita se pohybovala těmito oblastmi stejným způsobem, jaký předpovídaly mentální mapy v důsledku směrového pohybu paramecia. . Například, když se paramecium pohybovalo zprava doleva, neuronová aktivita se pohybovala zleva doprava, kvůli způsobu, jakým je vizuální mapa mozku obrácena ve srovnání s zorným polem.
Toto není poprvé, kdy byl GCaMP vložen do zebrafish pro zobrazovací účely, ale je to poprvé, kdy byly obrázky zachyceny jako video v reálném čase, spíše než statický obraz po skutečnosti. Vědci toho dosáhli vývojem vylepšené verze GCaMP, která je citlivější na změny v koncentraci iontů vápníku a vydává větší úrovně fluorescence.
Tento úspěch je očividně sám o sobě zázrak, ale vědci, kteří se na něm podílejí, vidí, že vede k celé řadě praktických aplikací. Pokud by například vědci dokázali rychle zmapovat části mozku ovlivněné uvažovanou chemikálií jako lék, mohly by se snadněji vyvinout nové a účinné psychiatrické léky.
Předpokládají také, že to otevírá dveře řadě ještě úžasnějších - a možná trochu znepokojujících (kdo vlastně chce, aby si jejich mysl přečetla?) - aplikace detekující myšlenky. "V budoucnu můžeme interpretovat chování zvířete, včetně učení a paměti, strachu, radosti nebo hněvu, na základě aktivity konkrétních kombinací neuronů, " řekl Koichi Kawakami, jeden ze spoluautorů papíru.
Je to zjevně nějaký čas pryč, ale tento výzkum ukazuje, že koncept čtení myšlenek zvířete analýzou jeho duševní činnosti by se mohl přesunout za hranice sci-fi a vstoupit do říše aplikací skutečného světa vědy.
