Eksperyment z pamięcią światła wpływa na mózg myszy jak neuronizer MIB

Pamiętaj, kiedy Will Smith i Tommy Lee Jones użyli neuronizera, aby usunąć wspomnienia ludzi za pomocą niebieskiego światła Facet w czerni? Cóż, nie możemy tego jeszcze zrobić, ale niektórzy naukowcy zrobili coś niezwykle podobnego. 9 października UC Davis ogłosił, że mają tam naukowcy “wymazał określone wspomnienia” u myszy za pomocą światła.

Sekret tej technologii leży w fascynującej dziedzinie zwanej optogenetyką, która już zaczęła zmieniać sposób myślenia o mózgu Giovanni Idili z OpenWorm: mózgi, robaki i sztuczna inteligencja Giovanni Idili z OpenWorm: mózgi, robaki i sztuczna inteligencja ludzki mózg jest odległy, ale projekt o otwartym kodzie źródłowym podejmuje istotne pierwsze kroki, symulując neurologię i fizjologię jednego z najprostszych zwierząt znanych nauce. .

Co to jest optogenetyka?

Optogenetyka to najnowsza dziedzina według standardów naukowych, która istnieje już od 2002 roku. Jeśli znasz konwencje nazewnictwa naukowego, prawdopodobnie zdałeś sobie sprawę, że optogenetyka łączy światło (opto) i genetykę - ale jak to działa, jest zaskakujące (i bardzo fajny). Po pierwsze, krótka lekcja neuroanatomii.

Mózg składa się z trylionów neuronów, z których każdy jest połączony z wieloma innymi neuronami, ta sama struktura znajduje odzwierciedlenie w sztucznych sieciach neuronowych i chipach neuromorficznych. Najnowsza technologia komputerowa, którą musisz zobaczyć, aby uwierzyć w najnowszą technologię komputerową, którą musisz zobaczyć, aby Uwierz Sprawdź niektóre z najnowszych technologii komputerowych, które zmienią świat elektroniki i komputerów w ciągu najbliższych kilku lat. . Gdy neuron jest aktywowany, lub “pożary,” komunikuje się z innymi neuronami i tworzy kaskadę aktywności neuronalnej - to właśnie powoduje myśl i działanie (więcej szczegółów na temat pracy mózgu znajduje się w wyjaśnieniu HowStuffWorks).

Co więc ma wspólnego z tym światło? Zwykle nic. Jednak przy odrobinie modyfikacji genetycznej naukowcy byli w stanie rozmnażać myszy, których mózgi zawierają neurony reagujące na światło, co oznacza, że ​​gdy pewien zestaw neuronów jest narażony na bardzo określoną długość fali niebieskiego światła, można je włączyć lub wyłączony.

Zostało to zastosowane u małych zwierząt, takich jak nicienie i glisty, w celu wywołania działania mięśni, a nawet zostało użyte do uruchomienia myszy za pomocą jednego przycisku (link prowadzi do filmu z eksperymentu; jest całkiem fajny, ale postanowiłem nie umieszczać na wypadek, gdybyś wolał nie widzieć testów na zwierzętach w akcji - to powiedziawszy, nie jest tak źle).

Jeśli chodzi o mózg, rzeczy takie jak aktywacja motoryczna i mapowanie obwodów neuronowych nie są tak złożone jak modyfikowanie wspomnień. Naukowcy od dawna badają wspomnienia i poznawanie, a wciąż nie ma zgody co do tego, jak to działa i jaki jest związek między neuronem lub grupą neuronów a poszczególnymi funkcjami poznawczymi.

“Neuralyzer o standardowym wydaniu”

Ostatnie badania UC Davis dokonały znaczącego przełomu w dziedzinie optogenetyki i pamięci. Aby naprawdę zrozumieć, co się działo w tych badaniach, przeprowadzę cię przez eksperyment.

Na długo przed eksperymentem myszy zmodyfikowano genetycznie, aby niebieskie neurony mogły wpływać na ich neurony. Maleńkie światło zostało wszczepione do mózgu myszy w celu zapewnienia niezbędnej stymulacji optycznej, a następnie rozpoczął się eksperyment. W tym konkretnym eksperymencie myszy umieszczono w klatce, która spowodowała niewielki wstrząs elektryczny. Gdy tylko dowiedzą się o związku między klatką a szokiem, natychmiast zamarzną po umieszczeniu w tej klatce; nazywa się to reakcją strachu.

Po tym, jak myszy nauczyły się tej odpowiedzi, naukowcy uruchomili niebieskie światło, które było skierowane na określone skupiska neuronów. Myszy po przywróceniu do klatki uderzeniowej nie wykazywały już reakcji strachu - tak było “zapomniany” czego się bali.

Oczywiście powiedzenie, że naukowcy wymazali wspomnienia myszy, jest nieco nadmiernym uproszczeniem; była to bardzo prosta uwarunkowana pamięć i reakcja, która została stłumiona przez zastosowanie niebieskiego światła.

To powiedziawszy, jest zdecydowanie krokiem naprzód w tym, jak rozumiemy mózg (jeśli interesuje cię neuroanatomia eksperymentu, pokazało to, że hipokamp i kora są zaangażowane w odzyskiwanie pamięci i że kora nie może zrób to sam. Pokazał także, że określone części hipokampa są aktywowane podczas wyszukiwania pamięci).

Przyszłe uwagi

Chociaż nie musisz zaczynać martwić się, że ktoś zapchnie twój mózg niebieskim światłem i wymaże twoje wspomnienia w najbliższym czasie, rodzi to bardzo poważne pytania dotyczące przyszłości badań optogenetycznych. Nie przeprowadzono jeszcze badań z ludźmi, ale w ostatnich badaniach wykorzystano naczelne, więc wydaje się prawdopodobne, że ludzie są zgodni z harmonogramem. Ze względu na składnik genetyczny może minąć sporo czasu, zanim to się stanie (jeśli chcesz to zobaczyć na własne oczy, możesz rozważyć umieszczenie mózgu na lodzie Twój mózg na lodzie: Czy Cryonics jest szalony? Twój mózg na lodzie: Czy Cryonics Crazy? Czy chcesz żyć wiecznie? To nie jest podchwytliwe pytanie: technologia zwana cryonics twierdzi, że oferuje sposób na oszukiwanie śmierci - ale czy pomysł trzyma wodę? I sprawdzanie po kilku dekadach).

Nietrudno wyobrazić sobie, że ktoś próbuje dowiedzieć się, jak znaleźć długość fali światła, która działałaby bez komponentu genetycznego. To, czy jest to możliwe, z pewnością nie wchodzi w zakres tego artykułu, ale stanowi ciekawy eksperyment myślowy. Gdyby naukowcy wymyślili, jak manipulować neuronami bez wcześniejszej manipulacji genetycznej, moglibyśmy kiedyś zobaczyć świat wprost z tego świata Domek dla lalek (a jeśli nie widziałeś Domek dla lalek, Polecam to).

Co sądzisz o tych badaniach? Myślisz, że moglibyśmy zmierzać w kierunku kieszonkowych neuronów? Podziel się swoimi przemyśleniami poniżej!

Kredyt na zdjęcie: tło LED z dziesiątkami przezroczystych niebieskich diod LED.