قام العلماء بقطع نافذة في دماغ الفأر ، ثم قاموا بتسليط الليزر عليها لتحفيز الهلوسة.
هذا غريب - لكن نتائج الدراسة ، التي نشرت اليوم (18 يوليو) في مجلة Science ، كانت أكثر غرابة. بشكل ملحوظ ، وجد الباحثون ، في حين أن الفئران لديها ملايين عديدة من الخلايا العصبية ، أو خلايا الدماغ ، فإن ضوء الليزر يحتاج إلى لمس حوالي 20 منهم فقط من أجل خداع الفأرة للتعرف على نمط على الحائط لم يكن موجودًا حقًا.
ألهمت هذه النتائج الباحثين لطرح سؤال نادرًا ما ينطق: لماذا لا تنطلق الفئران (والبشر) باستمرار؟
وقال كبير الباحثين في علم الأعصاب والطبيب النفسي في جامعة ستانفورد ، كارل ديسيروث ، في بيان: "يحتوي دماغ الفأر على ملايين الخلايا العصبية ، ولدى المخ البشري مليارات كثيرة". "إذا كان 20 فقط أو نحو ذلك يمكن أن يخلق تصورًا ، فلماذا لا نهلوس طوال الوقت ، بسبب نشاط عشوائي زائف؟"
ويضيف ديسيروث أن هذه الحساسية الذهنية المذهلة توحي بأن أدمغة الثدييات ربما تكون آلات أكثر دقة مما كان يعتقد سابقًا ، قادرة على الاستجابة لأعداد منخفضة للغاية من خلايا الدماغ دون تشتيت انتباه الخلايا العصبية غير السليمة بشكل عشوائي. في حين أن التجربة الحالية نظرت فقط في التعرف على الأنماط البصرية البسيطة ، فمن المحتمل أن الأحاسيس العقلية الأكثر تعقيدًا ، مثل العواطف أو الذكريات ، يتم التحكم فيها بالمثل من قبل عدد صغير بشكل مدهش من خلايا الدماغ.
تنطلق على أشعة الليزر
كيف تجعل الفأر يهلوس بدون ، على سبيل المثال ، انزلاقه مخدرات مخدرة؟ في هذه التجربة ، استخدم الباحثون تقنية تسمى علم الوراثة البصري - بشكل أساسي ، إدخال جينات حساسة للضوء في دماغ حيوان تتسبب في إطلاق بعض الخلايا العصبية عند تعرضها لأطوال موجية معينة من الضوء.
وقد تم استخدام هذه التقنية في دراسات سابقة لتحويل الفئران إلى "زومبي" جنون المجانين ومساعدة الفئران على التخلص من عادة الكوكايين. هنا ، تم استخدامه لتعلم كيف تستجيب أدمغة الفئران عندما تظهر أنماطًا مختلفة من الخطوط الأفقية والرأسية - ولمعرفة ما إذا كان يمكن إعادة إنشاء هذه الاستجابات العصبية من خلال نبض مجموعات صغيرة من الخلايا العصبية ذات الضوء المستهدف.
أنجز الباحثون هذه المهمة من خلال نحت نافذة حرفية في جماجم الفئران (كاملة مع لوح زجاجي شفاف وكل شيء). كشفت هذه الجراحة القشرة البصرية - منطقة الدماغ المسؤولة عن معالجة المعلومات البصرية في الفئران والبشر. قام العلماء أيضًا بإدخال جينات في الفئران لإنتاج بروتينين مختلفين ، أحدهما تسبب في توهج الخلايا العصبية كلما تم تنشيطها والآخر الذي تسبب في إطلاق الخلايا العصبية عند تعرضها لضوء ليزر الأشعة تحت الحمراء المحدد.
بعد ذلك ، أظهر الباحثون الفئران نمطًا من الخطوط المتوازية المتحركة ودربوها على لعق صنبور الماء عندما كانت الخطوط رأسية تمامًا أو أفقية تمامًا. بفضل البروتينات الخضراء المتوهجة ، رأى العلماء بالضبط الخلايا العصبية التي تطلق عندما تتعرف الفئران على اتجاهات الخط المختلفة وتتفاعل معها. وقد سمح هذا للباحثين بتطوير "هولوغرام" ثلاثي الأبعاد خاص لضوء الليزر يمكن إطلاقه على البقع المناسبة في أدمغة الفأر بدقة لاستهداف الخلايا العصبية المشاركة في التعرف على الخطوط الأفقية أو الرأسية.
الآن ، من أجل "الهلوسة". وأظهر الباحثون تدريجيًا أن الفئران تخفت بشكل متزايد من الخطوط الأفقية والرأسية ، مما يؤدي في الوقت نفسه إلى تشغيل الخلايا العصبية المناسبة في أدمغة الفئران باستخدام الليزر الخاص بها. وبحلول نهاية التجربة ، توقف الباحثون عن إظهار خطوط الفئران تمامًا - ولكن عندما ضرب الليزر الخلايا العصبية المسؤولة عن رؤية الخطوط الأفقية أو العمودية ، استمرت الفئران في التفاعل عن طريق لعق صنبور الماء المناسب.
هل كانت هذه هلوسة حقيقية؟ هل الفئران حقا "ترى" الخطوط غير المرئية؟ وقال ديسيروث في مقالة إخبارية مصاحبة للدراسة إنه من المستحيل معرفة ذلك على وجه اليقين. وقال ديسيروث إن إطلاق خلايا المخ للقوارض والاستجابات السلوكية لضوء الليزر بدت كما لو كانت "خلال الإدراك الطبيعي". في الواقع ، أدى ضوء الليزر إلى استجابة أدمغة الفئران لتحفيز بصري معين لم يكن موجودًا.
بشكل ملحوظ ، كتب الباحثون ، أنهم كانوا قادرين على إثارة هذه الاستجابات العصبية المحددة في فئرانهم من خلال استهداف ما بين 10 و 20 خلية عصبية - وهو جزء صغير من إجمالي عدد ملايين الفئران.
قال ديسيروث: "لا نعرف عدد الخلايا التي قد تحتاجها لتحفيز تفكير أو تجربة حسية أو عاطفية أكثر تفصيلاً لدى شخص ما ، ولكن من المحتمل أن يكون عددًا صغيرًا بشكل مدهش ، نظرًا لما نراه في الفأر."
