Vědci nakrájejí okno do mozku myši a poté na něj rozsvítí laser, aby vyvolali halucinace.
To je divné - ale výsledky studie zveřejněné dnes (18. července) v časopise Science byly ještě podivnější. Je pozoruhodné, že vědci zjistili, že zatímco myši mají mnoho milionů neuronů nebo mozkových buněk, laserové světlo se muselo dotýkat pouze asi 20 z nich, aby přimělo myš k rozpoznání vzoru na zdi, který tam opravdu nebyl.
Tyto výsledky inspirovaly vědce k položení zřídka vyslovené otázky: Proč myši (a lidé) neustále zakopávají?
"Myší mozek má miliony neuronů; lidský mozek má mnoho miliard," uvedl v prohlášení autor starší studie Karl Deisseroth, neurovědec a psychiatr na Stanfordské univerzitě. "Pokud jen asi tak 20 může vytvořit vnímání, tak proč nemůžeme halucinace pořád kvůli falešné náhodné činnosti?"
Tato neuvěřitelná mentální citlivost naznačuje, že mozky savců jsou možná ještě dokonaleji vyladěné stroje, než se původně myslelo, dodal Deisseroth, který je schopen reagovat na mimořádně nízký počet mozkových buněk, aniž by se příliš rozptyloval náhodně poškozenými neurony. I když se současný experiment zaměřoval pouze na rozpoznávání jednoduchých vizuálních vzorců, je možné, že složitější mentální pocity, jako jsou emoce nebo vzpomínky, jsou rovněž ovládány překvapivě malým počtem mozkových buněk.
Vypínání na laserech
Jak si vyrobíte myší halucinát, aniž byste mu řekli psychedelické drogy? Pro tento experiment vědci použili techniku zvanou optogenetika - v podstatě vložení genů citlivých na světlo do mozku zvířete, které způsobují oheň určitých neuronů, když jsou vystaveny určitým vlnovým délkám světla.
Tato technika byla použita v předchozích studiích k přeměně myší na šílené „zombie“ a na pomoc krysám kopat jejich návyk s kokainem. Zde se použilo, aby se zjistilo, jak mozky myší reagují, když jsou zobrazeny různé vzory vodorovných a svislých čar - a aby se zjistilo, zda by tyto nervové reakce mohly být znovu vytvořeny čistě pulzováním malých skupin neuronů s cíleným světlem.
Vědci splnili tento úkol vyřezáním doslovného okna do lebek myši (doplněné průhlednou skleněnou tabulí a vším). Tato operace odhalila vizuální kůru - oblast mozku zodpovědnou za zpracování vizuální informace u myší i lidí. Vědci také vložili geny do myší, aby vytvořili dva různé proteiny, jeden, který způsobil, že neurony zářily zeleně, kdykoli byly aktivovány, a druhý, který způsobil, že neurony vystřelily, když byly vystaveny specifickému infračervenému laserovému světlu.
Dále vědci ukázali myším vzorec pohybujících se paralelních linií a vyškolili je, aby lízali vodní hubici, když byly linie dokonale vertikální nebo dokonale horizontální. Díky zeleně zářícím proteinům vědci přesně viděli, které neurony vystřelily, když myši rozpoznaly a reagovaly na různé orientace linií. To vědcům umožnilo vyvinout speciální 3D hologram laserového světla, který mohl být vystřelen na přesně správných místech mozku myši, aby se zaměřili pouze na neurony zapojené do rozpoznávání vodorovných nebo svislých čar.
Nyní pro „halucinace“. Vědci postupně ukázali, že myši stále ztmavují projekci vodorovných a svislých čar a mezitím spouštějí příslušné neurony v mozcích myši pomocí speciálního laseru. Na konci experimentu vědci přestali ukazovat myší linie úplně - ale když laser zasáhl neurony zodpovědné za vidění vodorovných nebo svislých linií, myši stále reagovaly lízáním příslušného výtoku vody.
Byla to skutečná halucinace? Opravdu myši „neviděly“ neviditelné linie? Je nemožné to s jistotou vědět, řekla Deisseroth v novinovém článku, který doprovázel studii. Vypalování mozkových buněk hlodavců a behaviorální reakce na laserové světlo však vypadaly přesně tak, jak tomu bylo „při přirozeném vnímání,“ řekl Deisseroth. Ve skutečnosti laserové světlo způsobilo, že mozky myší reagovaly na konkrétní vizuální podnět, který tam nebyl.
Je pozoruhodné, že vědci napsali, že byli schopni vyvolat tyto specifické nervové odpovědi u jejich myší zacílením na 10 až 20 neuronů - zlomek procenta z celkového počtu miliónů myší.
„Nevíme, kolik buněk může trvat, než u člověka vyvolá propracovanější myšlenku, smyslový zážitek nebo emoce,“ řekl Deisseroth, „ale je pravděpodobné, že to bude překvapivě malý počet, vzhledem k tomu, co vidíme myš."
