Zatvor oči. Čo vidíš? Obrázky, ktoré tvoria, sú súčasťou vedomej mentálnej krajiny. Ale ako mozog spracováva svet okolo vás, zostáva záhadou pre vedu.
V minulosti bolo škádlenie zložitosti toho, ako ľudský mozog vníma vizuálny vstup, takmer nemožné. Až donedávna vedci mohli priamo pozorovať jednotlivé neuróny v práci. Teraz Allen Institute for Brain Science v Seattli spúšťa Allen Brain Observatory, aby využil túto novú technológiu na skúmanie kognície neobvyklým spôsobom: prinútil myši sledovať filmy.
Projekt zahŕňa 25 laboratórnych myší, ktoré sú geneticky upravené, takže ich neuróny sa pri vypaľovaní rozsvietia, uvádza Arlene Weintraub vo firme Forbes . Každá myš mala tiež implantované malé okno do hlavy, aby vedci mohli pozorovať fluorescenčné neuróny v ich vizuálnej kôre.
Hlodavce bežali na bežiacom páse a sledovali klip z otvorenia Touch of Evil od Orsona Wellesa z roku 1958 . Keď sa obrázky objavili na obrazovke pred nimi, vedci zaznamenali svoju mozgovú aktivitu dvojfotónovým mikroskopom.
Aj keď sa to môže javiť ako neobvyklá voľba pre štúdium, podľa Jon Hamilton na NPR sa zdá, že trojminútová úvodná scéna tohto klasického filmu sa zdá byť na mieru šitá na mieru tejto štúdii. "Je to čiernobiele a má pekné kontrasty a má dlhé výstrely bez toho, aby došlo k mnohým prerušeniam, " vysvetľuje Christof Koch, vedecký pracovník Allen Institute.
Tento film sa javil ako zásah do myši. R. Clay Reid, vedúci projektu, Weintraubovi hovorí, že 18 000 monitorovaných neurónov sa rozžiarilo. „V priebehu filmu neuróny reagovali na rôzne časti filmu v rôznych časoch a zaujímavými spôsobmi, “ hovorí. "Bolo celkom pozoruhodné, ako rôzne reakcie rôznych neurónov boli na tieto podnety."
Mikroskop zaznamenal, keď vystrelil neurón a jeho intenzitu. Korelácia týchto údajov s obrázkom na obrazovke umožnila vedcom zmapovať funkciu každého neurónu. Napríklad niektoré neuróny vystrelili, len keď sa na obrazovke objavili zvislé čiary. Keď sa fotoaparát posunul, ostatní sa rozsvietili. Vedci tiež uskutočnili niekoľko ďalších experimentov, ako napríklad ukázať obrázky hmyzu alebo zvierat na myšiach a obrázky čiernobielych stĺpcov a zaznamenať, ako reagovali neuróny. Projekt trval štyri roky a zahŕňal 360 experimentálnych sedení, ktoré produkovali 30 terabajtov údajov, uvádza Helen Shenová v prírode .
Výskum už odhalil niektoré nezvyčajné vzorce, správy Brendan Cole z Wired . Napríklad tie isté neuróny, ktoré vyhodia, keď sa myši pozerajú na fotografiu motýľa, sa tiež rozsvietili, keď sa fotoaparát počas filmu posúval. Prečo presne nie je známe, ale vedci z Allen dúfajú, že širšia vedecká komunita im pomôže prísť na to.
Preto verejne zverejnili súbor údajov ako súčasť otvoreného zdroja Allen Brain Atlas. Tento projekt je hostiteľom rôznych údajov o mozgu myši a človeka od roku 2006 a je súčasťou ambiciózneho projektu spoločnosti Paul Allen, spoluzakladateľa spoločnosti Paul Allena, ktorý mapuje ľudský mozog.
"Toto je v podstate bonanza, " hovorí počítačový neurovedec Steven Zucker z Yale University. "Je to, akoby niekto otvoril dvere do najväčšieho laboratória neurovedy pre teoretikov z celého sveta a povedal:" Poďte ďalej a hrajte si s našimi údajmi. ""
Tých 18 000 neurónov je len veľmi malý začiatok. „Až budeme hotoví, bude to taký kompletný encyklopedický súbor údajov, ktorý je online a vedci môžu zdieľať a používať ako východiskový bod, “ hovorí Reid Weintraubovi. Ďalším krokom je rozšírenie práce na sledovanie myší, keď vykonávajú ďalšie úlohy. Zatiaľ nič nehovorí o tom, či to bude zahŕňať ich návrat k filmom.
