Учените изрязаха прозорец в мозъка на мишката, след което светиха лазер върху него, за да предизвикат халюцинации.
Това е странно - но резултатите от проучването, публикувано днес (18 юли) в списание Science, бяха още по-странни. Забележително е, че изследователите откриват, че докато мишките имат много милиони неврони или мозъчни клетки, лазерната светлина е била необходима, за да докосне само около 20 от тях, за да подмами мишката да разпознае шаблон на стената, който всъщност не е имало.
Тези резултати вдъхновиха изследователите да зададат рядко изречения въпрос: Защо мишките (и хората) не се отблъскват постоянно?
"Миши мозъкът има милиони неврони; човешкият мозък има много милиарди", казва в изявление старши автор на изследването Карл Дейсерот, невролог и психиатър от университета в Станфорд. „Ако само 20 или повече могат да създадат възприятие, тогава защо не халюцинираме през цялото време поради фалшива случайна активност?“
Тази невероятна психическа чувствителност подсказва, че мозъците на бозайниците са може би дори по-фино настроени машини, отколкото се смяташе досега, добави Deisseroth, способен да реагира на твърде нисък брой мозъчни клетки, без да се разсейва твърде много от случайно омаловажани неврони. Докато настоящият експеримент разглежда само разпознаването на прости визуални модели, възможно е по-сложните психични усещания, като емоции или спомени, също да се контролират от изненадващо малък брой мозъчни клетки.
Изключване на лазери
Как да направите халюцинат на мишка без, да речем, да я подхлъзнете психеделични лекарства? За този експеримент изследователите са използвали техника, наречена оптогенетика - по същество, вкарването на чувствителни към светлина гени в мозъка на животното, които причиняват огън на определени неврони при излагане на определени дължини на вълната на светлината.
Техниката е била използвана в предишни проучвания, за да превърне мишките в безумни „зомбита“ и да помогне на плъхове да изхвърлят навика си на кокаин. Тук той беше използван да научи как мозъците на мишките реагират, когато им се показват различни модели на хоризонтални и вертикални линии - и да се види дали тези невронни отговори могат да бъдат създадени отново чрез пулсиране на малки групи неврони с насочена светлина.
Изследователите изпълниха тази задача, като издълбаха буквален прозорец в черепите на мишките (пълен с прозрачно стъкло и всичко останало). Тази операция разкри визуалната кора - мозъчната област, отговорна за обработката на визуална информация както при мишки, така и при хора. Учените също вмъкнаха гени в мишките, за да произведат два различни протеина, един, който кара невроните да светят зелено, когато се активират, и друг, който предизвика невроните да се запалят, когато са изложени на специфична инфрачервена лазерна светлина.
На следващо място, изследователите показаха на мишките модел на движещи се успоредни линии и ги обучиха да облизват чучур с вода, когато линиите са перфектно вертикални или идеално хоризонтални. Благодарение на зелените светещи протеини учените видяха точно кои неврони се изстрелват, когато мишките разпознават и реагират на различните линии на ориентацията. Това позволи на изследователите да разработят специална, 3D "холограма" от лазерна светлина, която може да се изстрелва точно в правилните места в мозъка на мишката, за да се насочи само към тези неврони, които участват в разпознаването на хоризонтални или вертикални линии.
Сега за „халюцинациите“. Постепенно изследователите показаха на мишките все по-тъмни проекции на хоризонтални и вертикални линии, като междувременно задействаха подходящите неврони в мозъка на мишките със своя специален лазер. В края на експеримента изследователите спряха да показват линиите на мишките напълно - но когато лазерът удари невроните, отговорни за виждането на хоризонтални или вертикални линии, мишките все още реагираха, като облизват подходящия воден чучур.
Това истинска халюцинация ли беше? Наистина ли мишките „видяха“ невидимите линии? Това е невъзможно да се знае със сигурност, каза Дейсерот в новинарна статия, придружаваща изследването. Обаче стрелбата на мозъчните клетки на гризачите и поведенческите реакции на лазерната светлина изглеждаха точно така, както са го правили „по време на естествено възприятие“, каза Дейсерот. Всъщност лазерната светлина накара мозъците на мишките да реагират на специфичен визуален стимул, който не беше там.
Забележително е, че писмените изследователи успяват да предизвикат тези специфични невронни реакции в мишките си, като се насочат между 10 и 20 неврона - част от процент от общия мултимилион на мишките.
"Ние не знаем колко клетки може да отнеме, за да предизвика по-сложна мисъл, сетивно преживяване или емоция в човек", каза Дейсерот, "но това вероятно ще бъде изненадващо малък брой, предвид това, което виждаме в мишката."
