Light Memory Experiment beïnvloedt muizenhersenen als een MIB-neuralyzer

Advertentie

Weet je nog toen Will Smith en Tommy Lee Jones de neuralyzer gebruikten om de herinneringen van mensen te wissen met blauw licht erin Mannen in zwart? Nou, dat kunnen we nog niet doen, maar sommige wetenschappers hebben iets opmerkelijks vergelijkbaars gedaan. Op 9 oktober kondigde UC Davis dat aan onderzoekers hebben daar “muizen met licht gewist”.

Het geheim van de technologie ligt in een fascinerend veld dat optogenetica wordt genoemd en het is al begonnen te veranderen hoe we denken over de hersenen Giovanni Idili van OpenWorm: Brains, Worms en Artificial IntelligenceHet simuleren van een menselijk brein is een eind weg, maar een open-sourceproject zet essentiële eerste stappen door de neurologie en fysiologie van een van de eenvoudigste dieren die de wetenschap kent te simuleren. Lees verder .

Wat is optogenetica?

Optogenetica is een zeer recent veld volgens wetenschappelijke normen en bestaat pas sinds 2002. Als je bekend bent met wetenschappelijke naamgevingsconventies, heb je je waarschijnlijk gerealiseerd dat optogenetica licht (opto) en genetica combineert, maar hoe dit werkt is verrassend (en echt gaaf). Eerst een snelle les in neuroanatomie.

De hersenen bestaan ​​uit biljoenen neuronen, die elk verbonden zijn met vele andere neuronen, dezelfde structuur weerspiegeld in kunstmatige neurale netwerken en neuromorfe chips De nieuwste computertechnologie die u moet zien om te gelovenBekijk enkele van de nieuwste computertechnologieën die de wereld van elektronica en pc's de komende jaren zullen transformeren. Lees verder . Wanneer een neuron wordt geactiveerd of 'vuurt', communiceert het met andere neuronen en creëert een cascade van neurale activiteit - dit veroorzaakt gedachten en handelingen (kijk voor meer informatie over hoe de hersenen werken) uit de HowStuffWorks uitleg).

Dus wat heeft licht daarmee te maken? Gewoonlijk niets. Met een beetje genetische modificatie hebben wetenschappers echter muizen kunnen fokken waarvan de hersenen neuronen bevatten die reageren aan licht, wat betekent dat wanneer een bepaalde set neuronen wordt blootgesteld aan een zeer specifieke golflengte van blauw licht, ze kunnen worden ingeschakeld of uit.

Dit is gebruikt bij kleine dieren, zoals nematoden en rondwormen, om spieractie te veroorzaken, en het is zelfs gebruikt om een muis laten draaien met een druk op de knop (de link gaat naar een video van het experiment; het is best gaaf, maar ik besloot niet in te sluiten voor het geval je dierproeven liever niet in actie zou zien - dat gezegd hebbende, het valt mee).

Als het op de hersenen aankomt, zijn zaken als motorische activering en het in kaart brengen van neurale circuits echter niet zo complex als het wijzigen van herinneringen. Wetenschappers bestuderen al heel lang herinneringen en cognitie en er is nog steeds onenigheid over hoe het werkt en wat de relatie is tussen een neuron of een groep neuronen en bepaalde cognitieve functies.

"Een neuralyzer met een standaard probleem"

Het recente onderzoek van UC Davis zorgde voor een grote doorbraak in optogenetica en geheugen. Om echt te begrijpen wat er aan de hand was in dat onderzoek, zal ik je door het experiment leiden.

Lang voor het experiment werden muizen genetisch gemodificeerd zodat hun neuronen beïnvloed konden worden door blauw licht. Een klein lichtje werd geïmplanteerd in de hersenen van de muis om de nodige optische stimulatie te geven, en toen begon het experiment. In dit specifieke experiment werden de muizen in een kooi geplaatst waardoor ze een kleine elektrische schok kregen. Zodra ze de associatie tussen de kooi en de schok hadden geleerd, zouden ze onmiddellijk bevriezen als ze in die kooi werden gestopt; dit wordt een angstreactie genoemd.

Nadat de muizen deze reactie hadden geleerd, veroorzaakten de onderzoekers het blauwe licht, dat gericht was op specifieke neuronale clusters. Toen de muizen opnieuw in de shockkooi werden geïntroduceerd, vertoonden ze niet langer de angstreactie - ze waren "vergeten" waar ze bang voor waren.

Het is natuurlijk een beetje te simpel om te zeggen dat de onderzoekers de herinneringen van de muizen hadden gewist; dit was een heel eenvoudig geconditioneerd geheugen en reactie, en het werd onderdrukt door de toepassing van het blauwe licht.

Dat gezegd hebbende, het is absoluut een stap voorwaarts in hoe we de hersenen begrijpen (als je geïnteresseerd bent in de neuroanatomie van de experiment, het toonde aan dat de hippocampus en de cortex beide betrokken zijn bij het ophalen van geheugen, en dat de cortex het niet kan alleen. Het toonde ook aan dat specifieke delen van de hippocampus worden geactiveerd tijdens het ophalen van het geheugen).

Toekomstige overwegingen

Terwijl u zich geen zorgen hoeft te maken dat iemand uw hersenen zapt met blauw licht en uw hersenen wist Herinneringen binnenkort, dit roept een aantal zeer serieuze vragen op over de toekomst van optogenetisch Onderzoek. Er is nog geen onderzoek gedaan met mensen, maar recente studies hebben primaten gebruikt, dus het lijkt waarschijnlijk dat mensen op het schema staan. Vanwege de genetische component kan het lang duren voordat dit gebeurt (als je het zelf wilt zien, kun je overwegen om je hersenen op ijs zetten Your Brain On Ice: Is Cryonics Crazy?Wil je voor altijd leven? Het is geen strikvraag: een technologie genaamd cryonics beweert een manier te bieden om de dood te bedriegen - maar houdt het idee stand? Lees verder en na enkele decennia weer inchecken).

Het is niet moeilijk voor te stellen dat iemand probeert te achterhalen hoe een golflengte van licht te vinden is die zonder de genetische component zou werken. Of dit mogelijk is, valt zeker buiten het bestek van dit artikel, maar het levert wel een interessant gedachte-experiment op. Als wetenschappers erachter komen hoe ze neuronen kunnen manipuleren zonder voorafgaande genetische manipulatie, zouden we op een dag een wereld rechtstreeks uit kunnen zien Poppenhuis (en als je het nog niet hebt gezien Poppenhuis, Ik raad het aan).

Wat vind je van dit onderzoek? Denk je dat we op weg zijn naar zakformaat neuralyzers? Deel uw mening hieronder!

Afbeelding tegoed: LED-achtergrond met tientallen transparant blauwe LED's.