Et ehkä ole koskaan nähnyt seeprakalaa henkilökohtaisesti. Mutta katso tätä seeprakalaa yllä olevassa lyhyessä videossa ja näet jotain aiemmin tiedelle tuntematonta: visuaalinen esitys elävän olennon aivojen läpi liikkuvasta ajatuksesta.
Ryhmä tutkijoita Japanin kansallisesta genetiikkainstituutista ilmoitti ajattelevaan saavutukseen tänään julkaistussa lehdessä Current Biology . Asetamalla geenin seeprakalan toukkiin - jota käytetään usein tutkimuksessa, koska sen koko ruumis on läpinäkyvä - ja käyttämällä koetinta, joka havaitsee fluoresenssin, he pystyivät kaappaamaan kalojen henkisen reaktion uimaparametriiniin reaaliajassa.
Avain tekniikkaan on erityinen geeni, joka tunnetaan nimellä GCaMP ja joka reagoi kalsiumionien läsnäoloon lisäämällä fluoresenssia. Koska aivojen hermosolujen aktiivisuuteen liittyy kalsiumionien pitoisuuksien nopeaa nousua, geenin insertoituminen saa tietyissä seeprakalan aivoissa aktivoidut alueet hehkumaan kirkkaasti. Käyttämällä fluoresenssille herkkää koetinta tutkijat pystyivät seuraamaan kalojen aivojen sijainteja, jotka olivat aktivoituna tiettynä ajankohtana, ja siten vangitsemaan kalan ajatuksen, koska se ”ui” aivojen ympärillä.
Seeprakalan alkioita ja toukkia käytetään usein tutkimuksessa, koska ne ovat suurelta osin läpikuultavia. Kuva Wikimedia Commonsin / Adam Amsterdamin kautta
Erityinen video, joka on vangittu yllä olevaan videoon, tapahtui sen jälkeen, kun paramesium (yksisoluinen organismi, jonka kalat pitävät ravintolähteenä) vapautettiin kalan ympäristöön. Tutkijat tietävät, että ajatus on kalan suora vaste liikkuvalle parametrialle, koska kokeilun alkuosana he tunnistivat kalan aivoissa tietyt neuronit, jotka reagoivat liikkeeseen ja suuntaan.
He kartoittivat tästä tehtävästä vastuussa olevat yksittäiset hermosolut indusoimalla kaloja seuraamaan visuaalisesti pisteliikettä näytön poikki ja seuraamaan, mitkä neuronit aktivoituivat. Myöhemmin, kun he tekivät samoin kaloille kuin se katseli uintiparadiisia, samat aivoalueet syttyivät ja aktiviteetti liikkui näiden alueiden yli samalla tavalla, kuin mielenkartat ennustivat parametrumin suuntaisen liikkeen seurauksena . Esimerkiksi, kun parametriumi liikkui oikealta vasemmalle, hermosoluaktiivisuus liikkui vasemmalta oikealle, koska aivojen visuaalinen kartta on päinvastainen verrattuna näkökenttään.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun GCaMP on lisätty seeprakalaan kuvaustarkoituksia varten, mutta se on ensimmäinen kerta, kun kuvat on otettu reaaliaikaisena videona staattisen kuvan sijasta. Tutkijat saavuttivat tämän kehittämällä parannetun version GCaMP: stä, joka on herkempi kalsiumionipitoisuuden muutoksille ja antaa enemmän fluoresenssitasoja.
Saavutus on itsestään selvästi ihme, mutta mukana olevat tutkijat näkevät sen johtavan moniin käytännön sovelluksiin. Jos esimerkiksi tutkijoilla olisi kyky kartoittaa nopeasti aivojen osat, joihin kyseinen kemikaali vaikuttaa lääkkeeksi, uusia ja tehokkaita psykiatrisia lääkkeitä voitaisiin kehittää helpommin.
He myös kuvittelevat sen avaavan oven monille entistäkin uskomattomimmille - ja ehkä hieman huolestuttavalle (kuka lopulta todella haluaa heidän mielensä lukevan?) - ajatteleville sovelluksille. "Jatkossa voimme tulkita eläimen käyttäytymistä, mukaan lukien oppiminen ja muisti, pelko, ilo tai viha, perustuen tiettyjen hermosoluyhdistelmien aktiivisuuteen", kertoi Koichi Kawakami, yksi paperin kirjoittajista.
Se on selvästi jonkin aikaa pois, mutta tämä tutkimus osoittaa, että käsite lukea eläimen ajatuksia analysoimalla sen henkistä toimintaa saattaa siirtyä tieteiskirjallisuuden ulkopuolelle siirtyäkseen reaalimaailman tiedesovellusten valtakuntaan.
