Zinātnieki izgrieza logu peles smadzenēs, pēc tam uz tās uzspīdēja lāzeru, lai izraisītu halucinācijas.
Tas ir dīvaini, bet pētījuma rezultāti, kas šodien (18. jūlijā) tika publicēti žurnālā Science, bija vēl vājāki. Jāatzīmē, ka pētnieki atklāja, ka, kamēr pelēm ir daudz miljonu neironu vai smadzeņu šūnu, lāzera gaismai vajadzēja pieskarties tikai aptuveni 20 no tām, lai mānītu peli, lai tā atpazītu sienas zīmējumu, kura tur īsti nebija.
Šie rezultāti iedvesmoja pētniekus uzdot reti izdoto jautājumu: Kāpēc peles (un cilvēki) nemitīgi neizklīst?
"Peles smadzenēs ir miljoniem neironu; cilvēka smadzenēs ir daudz miljardu," paziņojumā sacīja Stenfordas universitātes neirozinātnieks un psihiatrs Kārlis Deisserots. "Ja tikai 20 vai vairāk cilvēki var radīt uztveri, tad kāpēc mēs visu laiku neveicam halucinācijas nepatiesu nejaušu darbību dēļ?"
Šī neticamā garīgā jutība liek domāt, ka zīdītāju smadzenes varbūt ir vēl smalkāk noregulētas, nekā tika domāts iepriekš, piebilda Deisserots, kas spēj reaģēt uz ārkārtīgi mazu smadzeņu šūnu skaitu, pārāk nepievēršot uzmanību nejauši nepareizi darbinātiem neironiem. Kaut arī šajā eksperimentā tika apskatīta tikai vienkāršu vizuālo paraugu atpazīšana, iespējams, ka sarežģītākas garīgās sajūtas, piemēram, emocijas vai atmiņas, kontrolē arī pārsteidzoši mazs smadzeņu šūnu skaits.
Ieslēgšanās ar lāzeriem
Kā padarīt peli halucinātu, teiksim, neslīdot to ar psihedēliskām zālēm? Šim eksperimentam pētnieki izmantoja paņēmienu, ko sauc par optoģenētiku - būtībā gaismas jutīgu gēnu ievietošanu dzīvnieka smadzenēs, kas, nonākot noteiktā gaismas viļņa garumā, izraisa noteiktu neironu izdegšanu.
Šis paņēmiens tika izmantots iepriekšējos pētījumos, lai peles pārvērstu par badu trakojošiem "zombijiem" un palīdzētu žurkām atbrīvoties no kokaīna ieraduma. Šeit to izmantoja, lai uzzinātu, kā peļu smadzenes reaģē, parādot dažādus horizontālu un vertikālu līniju modeļus, un lai redzētu, vai šīs neirālās reakcijas var atjaunot, tikai pulsējot mazas neironu grupas ar mērķtiecīgu gaismu.
Pētnieki šo uzdevumu izpildīja, iegravējot burtisku logu peļu galvaskausos (komplektā ar caurspīdīgu stikla rūti un visu). Šī operācija atklāja redzes garozu - smadzeņu reģionu, kas atbild par vizuālās informācijas apstrādi gan pelēm, gan cilvēkiem. Zinātnieki arī ievietoja gēnus pelēm, lai iegūtu divus dažādus proteīnus - vienu, kas izraisīja neironu mirdzēšanu zaļā krāsā, kad vien tie tika aktivizēti, un otru, kas izraisīja neironu ugunsgrēku, saskaroties ar īpašu infrasarkano lāzera gaismu.
Tālāk pētnieki parādīja pelēm paralēlu līniju pārvietošanās modeli un apmācīja tās laizīt ūdens krānu, kad līnijas bija pilnīgi vertikālas vai pilnīgi horizontālas. Pateicoties zaļi kvēlojošajiem proteīniem, zinātnieki precīzi redzēja, kuri neironi izšauj, kad peles atpazina dažādas līnijas orientācijas un reaģēja uz tām. Tas ļāva pētniekiem izstrādāt īpašu 3D lāzera gaismas "hologrammu", kuru varēja izšaut tieši peles smadzeņu labajos punktos, lai mērķētu tikai uz tiem neironiem, kas iesaistīti horizontālo vai vertikālo līniju atpazīšanā.
Tagad par "halucinācijām". Pakāpeniski pētnieki parādīja pelēm aizvien blāvākas horizontālo un vertikālo līniju projekcijas, pa to laiku ar speciālo lāzeru iedarbinot atbilstošos neironus peļu smadzenēs. Pēc eksperimenta beigām pētnieki pārstāja rādīt peļu līnijas pavisam - bet, kad lāzers skāra neironus, kas bija atbildīgi par horizontālu vai vertikālu līniju redzēšanu, peles joprojām reaģēja, laizot atbilstošo ūdens izteku.
Vai tā bija patiesa halucinācija? Vai peles tiešām "redzēja" neredzamās līnijas? To nav iespējams droši zināt, Deisseroth teica ziņu rakstā, kas pievienots pētījumam. Tomēr grauzēju smadzeņu šūnu dedzināšana un uzvedības reakcija uz lāzera gaismu izskatījās tieši tā, kā viņi to darīja "dabiskās uztveres laikā", sacīja Deisserots. Faktiski lāzera gaisma izraisīja peļu smadzenes reakciju uz īpašu redzes stimulu, kura tur nebija.
Jāatzīmē, ka pētnieki rakstīja, ka viņi spēja izraisīt šīs specifiskās neirālās reakcijas savās pelēs, mērķējot uz 10 līdz 20 neironiem - procentuālo daļu no peles multimiljonu kopskaita.
"Mēs nezinām, cik daudz šūnu varētu būt nepieciešams, lai izraisītu cilvēkā sarežģītāku domu, maņu pieredzi vai emocijas," sacīja Deisserots, "taču tas, iespējams, ir pārsteidzoši mazs skaits, ņemot vērā to, ko mēs redzam pele."
