Bilim adamları bir pencereyi farenin beynine kesti, sonra halüsinasyonları tetiklemek için üzerine bir lazer parladı.
Bu tuhaf - ama bugün (18 Temmuz) Science dergisinde yayınlanan çalışmanın sonuçları bile tuhaftı. Dikkat çekici bir şekilde, araştırmacılar farelerde milyonlarca nöron veya beyin hücresine sahipken, lazer ışığının farede duvarda gerçekte olmayan bir deseni tanıması için kandırmak için sadece yaklaşık 20 tanesine dokunması gerekiyordu.
Bu sonuçlar araştırmacılara nadiren dile getirilen soruyu sormaları için ilham verdi: Fareler (ve insanlar) neden sürekli tetiklenmiyor?
Stanford Üniversitesi nörobilimci ve psikiyatr olan kıdemli çalışma yazarı Karl Deisseroth, "Bir fare beyninde milyonlarca nöron var; bir insan beyninde milyarlarca var" dedi. "Eğer sadece 20 kişi bir algı oluşturabiliyorsa, o zaman neden sahte rastgele aktivite nedeniyle her zaman halüsinasyon görmüyoruz?"
Bu inanılmaz zihinsel duyarlılık, memelilerin beyninin belki de daha önce düşünülenden daha ince ayarlanmış makineler olduğunu düşündürüyor, Deisseroth, rastgele yanlış ateşlenen nöronlar tarafından çok dikkat dağılmadan çok az sayıda beyin hücresine yanıt verebildiğini ekledi. Mevcut deney sadece basit görsel kalıpların tanınmasına bakarken, duygular veya anılar gibi daha karmaşık zihinsel duyumların da şaşırtıcı derecede az sayıda beyin hücresi tarafından kontrol edilmesi mümkündür.
Lazerler üzerinde açma
Psychedelic ilaçları kaydırmadan bir fare halüsinasyonunu nasıl yaparsınız? Bu deney için, araştırmacılar optogenetik adı verilen bir teknik kullandılar - esas olarak, ışığa duyarlı genlerin belirli bir ışığın dalga boylarına maruz kaldığında belirli nöronların ateşlenmesine neden olan bir hayvanın beynine sokulması.
Teknik, önceki çalışmalarda fareleri açlık çılgınlığı "zombilerine" dönüştürmek ve sıçanların kokain alışkanlıklarını tekmelemelerine yardımcı olmak için kullanılmıştır. Burada, farelerin beyninin çeşitli yatay ve dikey çizgilerin desenleri gösterildiğinde nasıl tepki verdiğini öğrenmek ve bu sinirsel tepkilerin yalnızca hedeflenen ışığa sahip küçük nöron gruplarını titreştirerek yeniden yaratılıp yaratılamayacağını görmek için kullanıldı.
Araştırmacılar bu görevi farelerin kafataslarına gerçek bir pencere (şeffaf cam bölme ve her şeyle birlikte) oyularak gerçekleştirdiler. Bu ameliyat görsel korteksi ortaya çıkardı - hem farelerde hem de insanlarda görsel bilgileri işlemekten sorumlu beyin bölgesi. Bilim adamları ayrıca iki farklı protein üretmek için farelere genler yerleştirdiler; bunlardan biri, ne zaman aktifleştirildiklerinde nöronların yeşil yanmasına ve diğeri de belirli bir kızılötesi lazer ışığına maruz kaldığında nöronların ateşlenmesine neden oldu.
Daha sonra, araştırmacılar farelere paralel çizgiler hareket eden bir desen gösterdi ve çizgiler mükemmel dikey veya mükemmel yatay olduğunda bir su musluğu yalamak için onları eğitti. Yeşil parlayan proteinler sayesinde, bilim adamları fareler farklı çizgi yönlerini tanıdığında ve tepki gösterdiğinde tam olarak hangi nöronların ateşlediğini gördüler. Bu, araştırmacıların, yalnızca yatay veya dikey çizgileri tanımakla ilgili nöronları hedeflemek için fare beynindeki tam olarak doğru noktalara ateşlenebilen özel bir 3D "hologram" lazer ışığı geliştirmelerini sağladı.
Şimdi, "halüsinasyonlar" için. Yavaş yavaş, araştırmacılar farelere yatay ve dikey çizgilerin projeksiyonlarını gittikçe azaldılar, bu arada farelerin beynindeki uygun nöronları özel lazerleriyle tetiklediler. Deneyin sonunda, araştırmacılar fare çizgilerini tamamen göstermeyi bıraktı - ancak lazer yatay veya dikey çizgileri görmekten sorumlu nöronlara çarptığında, fareler hala uygun su musluğunu yalayarak tepki gösterdi.
Bu gerçek bir halüsinasyon muydu? Fareler görünmez çizgileri gerçekten "gördü" mü? Kesin olarak bilmek imkansız, dedi Deisseroth araştırmaya eşlik eden bir haber makalesinde. Bununla birlikte, kemirgenlerin beyin hücresinin ateşlenmesi ve lazer ışığına davranışsal tepkileri tam olarak "doğal algılama sırasında" yaptıkları gibi görünüyordu. Gerçekte, lazer ışığı farelerin beyninin orada olmayan belirli bir görsel uyarana cevap vermesine neden oldu.
Dikkat çekici bir şekilde, araştırmacılar, farelerde bu spesifik nöral tepkileri, farelerin toplam multimilyonunun yüzde bir kısmını oluşturan 10 ila 20 nöronu hedefleyerek tetikleyebildiklerini yazdılar.
Deisseroth, "Bir kişide daha ayrıntılı bir düşünce, duyusal deneyim veya duygu tetiklemek için kaç hücre gerektiğini bilmiyoruz," dedi Deisseroth, "ama gördüğümüz şey göz önüne alındığında şaşırtıcı derecede küçük bir sayı olması muhtemeldir. fare."
