Eksperiment af let hukommelse påvirker musehjerner som en MIB-neuralyse

Husk, da Will Smith og Tommy Lee Jones brugte neuralysatoren til at slette folks minder med blåt lys ind Mænd i sort? Vi kan ikke gøre det endnu, men nogle forskere har gjort noget bemærkelsesværdigt lignende. Den 9. oktober meddelte UC Davis, at forskere der har “slettede specifikke minder” inden i mus ved hjælp af lys.

Hemmeligheden bag teknologien ligger i et fascinerende felt kaldet optogenetik, og det er allerede begyndt at ændre, hvordan vi tænker på hjernen Giovanni Idili fra OpenWorm: Hjerner, orme og kunstig intelligens Giovanni Idili fra OpenWorm: Hjerner, orme og kunstig intelligens simulering en menneskelig hjerne er en veje væk, men et open source-projekt tager vigtige første skridt ved at simulere neurologi og fysiologi af et af de mest videnskabelige dyr, der er kendt for videnskaben. .

Hvad er optogenetik?

Optogenetik er et meget nyt felt med videnskabelige standarder, der kun har eksisteret siden 2002. Hvis du er bekendt med videnskabelige navnekonventioner, har du sandsynligvis indset, at optogenetik kombinerer lys (opto) og genetik - men hvordan dette fungerer er overraskende (og virkelig cool). Først en hurtig lektion i neuroanatomi.

Hjernen består af billioner af neuroner, som hver er forbundet med mange andre neuroner, den samme struktur afspejles i kunstige neurale netværk og neuromorfe chips Den nyeste computerteknologi, du skal se for at tro den nyeste computerteknologi, du er nødt til at se til Tro, se på nogle af de nyeste computerteknologier, der er indstillet til at omdanne verden af ​​elektronik og pc'er i de næste par år. . Når en neuron er aktiveret, eller “brande,” det kommunikerer med andre neuroner og skaber en kaskade af neurale aktiviteter - det er dette, der forårsager tanke og handling (for flere detaljer om, hvordan hjernen fungerer, se HowStuffWorks-forklaringen).

Så hvad har lys at gøre med det? Normalt intet. Imidlertid har videnskabsmænd med en smule genetisk modifikation været i stand til at avle mus, hvis hjerner indeholder neuroner, der reagerer på lys, hvilket betyder, at når et bestemt sæt neuroner udsættes for en meget specifik bølgelængde af blåt lys, kan de tændes eller slukket.

Dette er blevet brugt i små dyr, som nematoder og rundorm, til at inducere muskelhandling, og det er endda blevet brugt til at få en mus til at køre med en knap af en switch (linket går til en video af eksperimentet; det er temmelig cool, men jeg besluttede ikke at indlejre i tilfælde af at du helst ikke ville se dyreforsøg i handling - når det er sagt, det er ikke så slemt).

Når det kommer til hjernen, er ting som motorisk aktivering og kortlægning af neuralkredsløb imidlertid ikke så komplekse som at ændre erindringer. Forskere har undersøgt minder og kognition i lang tid, og der er stadig uenighed om, hvordan det fungerer, og hvad forholdet er mellem en neuron eller en gruppe neuroner og bestemte kognitive funktioner.

“En standardudgave Neuralyzer”

Den nylige UC Davis-forskning opnåede et stort gennembrud inden for optogenetik og hukommelse. For virkelig at forstå, hvad der foregik i denne forskning, vil jeg lede dig gennem eksperimentet.

Længe før eksperimentet blev mus genetisk modificeret, så deres neuroner kunne blive påvirket af blåt lys. Et lille lys blev implanteret i musens hjerne for at tilvejebringe den nødvendige optiske stimulering, og derefter begyndte eksperimentet. I dette særlige eksperiment blev musene anbragt i et bur, der gav dem et lille elektrisk stød. Når de havde lært sammenhængen mellem buret og chokket, frysede de straks efter at de blev sat i buret; dette kaldes et frygtrespons.

Efter at musene havde lært denne reaktion, udløste forskerne det blå lys, der var rettet mod specifikke neuronale klynger. Når musene blev genindført i chokburet, viste musene ikke længere frygtreaktionen - de havde “glemt” hvad de var bange for.

At sige, at forskerne har slettet musernes minder, er selvfølgelig lidt af en forenkling; dette var en meget enkel konditioneret hukommelse og respons, og det blev undertrykt ved anvendelse af det blå lys.

Når det er sagt, er det bestemt et skridt fremad i, hvordan vi forstår hjernen (hvis du er interesseret i eksperimentets neuroanatomi, viste det, at hippocampus og cortex begge er involveret i hukommelse, og at cortex ikke kan gør det alene. Det viste også, at specifikke dele af hippocampus aktiveres under hentning af hukommelse).

Fremtidige overvejelser

Selvom du ikke behøver at begynde at bekymre dig om, at nogen kortlægger din hjerne med blåt lys og sletter dine minder snart, provoserer det nogle meget alvorlige spørgsmål om fremtiden for optogenetisk forskning. Der er endnu ikke udført nogen undersøgelser med mennesker, men nylige studier har brugt primater, så det ser ud til, at mennesker er på skemaet. På grund af den genetiske komponent, kan det tage et stykke tid, før dette sker (hvis du vil se det for dig selv, kan du overveje at sætte din hjerne på is. Din hjerne på is: er kryonik gal? Din hjerne på is: er Cryonics Crazy? Vil du leve for evigt? Det er ikke et trick-spørgsmål: en teknologi kaldet kryonics hævder at tilbyde en måde at snyde døden på - men holder ideen vand? Og tjekker tilbage efter nogle årtier).

Det er ikke svært at forestille sig, at nogen derude prøver at finde ud af, hvordan man finder en bølgelængde af lys, der ville fungere uden den genetiske komponent. Hvorvidt dette er muligt eller ej, er bestemt uden for denne artikels rækkevidde, men det giver et interessant tankeeksperiment. Hvis forskere finder ud af, hvordan man manipulerer neuroner uden tidligere genetisk manipulation, kunne vi en dag se en verden lige ud af dukkehus (og hvis du ikke har set dukkehus, Jeg anbefaler det).

Hvad synes du om denne forskning? Tror vi, at vi kunne være på vej mod lommestore neuralysatorer? Del dine tanker nedenfor!

Billedkredit: LED-baggrund med snesevis af transparente blå LED'er.