Das Lichtgedächtnisexperiment beeinflusst das Gehirn von Mäusen wie ein MIB-Neuralyzer

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Denken Sie daran, als Will Smith und Tommy Lee Jones den Neuralyzer verwendeten, um die Erinnerungen der Menschen mit blauem Licht zu löschen Männer in Schwarz? Nun, das können wir noch nicht, aber einige Wissenschaftler haben etwas bemerkenswert Ähnliches getan. Am 9. Oktober gab UC Davis dies bekannt Dort haben Forscher mithilfe von Licht „bestimmte Erinnerungen“ in Mäusen gelöscht.

Das Geheimnis der Technologie liegt in einem faszinierenden Bereich namens Optogenetik, der sich bereits zu ändern beginnt wie wir über das Gehirn denken Giovanni Idili von OpenWorm: Gehirn, Würmer und künstliche IntelligenzDie Simulation eines menschlichen Gehirns ist ein Ausweg, aber ein Open-Source-Projekt unternimmt wichtige erste Schritte, indem es die Neurologie und Physiologie eines der einfachsten Tiere simuliert, die der Wissenschaft bekannt sind. Weiterlesen .

Was ist Optogenetik?

Die Optogenetik ist nach wissenschaftlichen Maßstäben ein sehr junges Gebiet, das es erst seit 2002 gibt. Wenn Sie mit wissenschaftlichen Namenskonventionen vertraut sind, haben Sie wahrscheinlich erkannt, dass Optogenetik Licht (Opto) und Genetik kombiniert - aber wie dies funktioniert, ist überraschend (und wirklich cool). Zunächst eine kurze Lektion in Neuroanatomie.

Das Gehirn besteht aus Billionen von Neuronen, von denen jedes mit vielen anderen Neuronen verbunden ist, in denen sich dieselbe Struktur widerspiegelt künstliche neuronale Netze und neuromorphe Chips Die neueste Computertechnologie, die Sie sehen müssen, um zu glaubenSchauen Sie sich einige der neuesten Computertechnologien an, die die Welt der Elektronik und PCs in den nächsten Jahren verändern werden. Weiterlesen . Wenn ein Neuron aktiviert ist oder „feuert“, kommuniziert es mit anderen Neuronen und erzeugt eine Kaskade von Neuronale Aktivität - dies ist der Grund für Denken und Handeln (weitere Informationen zur Funktionsweise des Gehirns finden Sie unter aus dem HowStuffWorks Erklärung).

Was hat Licht damit zu tun? Normalerweise nichts. Mit ein wenig genetischer Veränderung konnten Wissenschaftler jedoch Mäuse züchten, deren Gehirn Neuronen enthält, die reagieren zu Licht, was bedeutet, dass wenn ein bestimmter Satz von Neuronen einer ganz bestimmten Wellenlänge von blauem Licht ausgesetzt ist, sie eingeschaltet werden können oder aus.

Dies wurde bei kleinen Tieren wie Nematoden und Spulwürmern verwendet, um Muskelaktionen zu induzieren, und es wurde sogar verwendet Lassen Sie eine Maus mit einem Knopfdruck laufen (Der Link führt zu einem Video des Experiments. Es ist ziemlich cool, aber ich habe beschlossen, es nicht einzubetten, falls Sie Tierversuche lieber nicht in Aktion sehen möchten - das heißt, es ist nicht schlecht).

Wenn es um das Gehirn geht, sind Dinge wie motorische Aktivierung und neuronale Schaltkreisabbildung nicht so komplex wie das Modifizieren von Erinnerungen. Wissenschaftler haben sich lange Zeit mit Erinnerungen und Erkenntnissen befasst, und es gibt immer noch Meinungsverschiedenheiten darüber, wie es funktioniert und wie die Beziehung zwischen einem Neuron oder einer Gruppe von Neuronen und bestimmten kognitiven ist Funktionen.

"Ein Standard-Issue-Neuralyzer"

Die jüngste Forschung von UC Davis hat einen großen Durchbruch in Bezug auf Optogenetik und Gedächtnis erzielt. Um wirklich zu verstehen, was in dieser Forschung vor sich ging, werde ich Sie durch das Experiment führen.

Lange vor dem Experiment wurden Mäuse genetisch verändert, so dass ihre Neuronen durch blaues Licht beeinflusst werden konnten. Ein winziges Licht wurde in das Gehirn der Maus implantiert, um die notwendige optische Stimulation bereitzustellen, und dann begann das Experiment. In diesem speziellen Experiment wurden die Mäuse in einen Käfig gebracht, der ihnen einen kleinen elektrischen Schlag versetzte. Sobald sie die Assoziation zwischen dem Käfig und dem Schock gelernt hatten, froren sie sofort ein, wenn sie in diesen Käfig gebracht wurden. Dies wird als Angstreaktion bezeichnet.

Nachdem die Mäuse diese Reaktion erfahren hatten, lösten die Forscher das blaue Licht aus, das auf bestimmte neuronale Cluster gerichtet war. Als die Mäuse wieder in den Schockkäfig eingeführt wurden, zeigten sie keine Angstreaktion mehr - sie hatten „vergessen“, wovor sie Angst hatten.

Zu sagen, dass die Forscher die Erinnerungen der Mäuse gelöscht haben, ist natürlich ein bisschen zu einfach; Dies war eine sehr einfache konditionierte Erinnerung und Reaktion, und sie wurde durch die Anwendung des blauen Lichts unterdrückt.

Trotzdem ist es definitiv ein Fortschritt, wie wir das Gehirn verstehen (wenn Sie an der Neuroanatomie des Gehirns interessiert sind Experiment zeigte sich, dass sowohl der Hippocampus als auch der Cortex am Abrufen des Gedächtnisses beteiligt sind und dass der Cortex dies nicht kann allein. Es zeigte sich auch, dass bestimmte Teile des Hippocampus während des Speicherabrufs aktiviert werden.

Zukünftige Überlegungen

Sie müssen sich zwar keine Sorgen machen, dass jemand Ihr Gehirn mit blauem Licht zappt und Ihr Gehirn löscht Erinnerungen in naher Zukunft, dies wirft einige sehr ernste Fragen über die Zukunft der Optogenetik auf Forschung. Es wurden noch keine Untersuchungen mit Menschen durchgeführt, aber in jüngsten Studien wurden Primaten verwendet, sodass es wahrscheinlich ist, dass Menschen auf dem Plan stehen. Aufgrund der genetischen Komponente kann es eine Weile dauern, bis dies geschieht (wenn Sie es selbst sehen möchten, sollten Sie es in Betracht ziehen lege dein Gehirn auf Eis Dein Gehirn auf Eis: Ist Cryonics verrückt?Willst du für immer leben? Es ist keine Trickfrage: Eine Technologie namens Kryonik behauptet, einen Weg zu bieten, um den Tod zu betrügen - aber hält die Idee Wasser? Weiterlesen und nach ein paar Jahrzehnten wieder einchecken).

Es ist nicht schwer vorstellbar, dass jemand da draußen versucht, eine Wellenlänge des Lichts zu finden, die ohne die genetische Komponente funktionieren würde. Ob dies möglich ist oder nicht, liegt sicherlich außerhalb des Rahmens dieses Artikels, aber es ist ein interessantes Gedankenexperiment. Wenn Wissenschaftler herausfinden, wie man Neuronen ohne vorherige genetische Manipulation manipuliert, könnten wir eines Tages eine Welt direkt aus der Welt sehen Puppenhaus (und wenn Sie nicht gesehen haben Puppenhaus, Ich empfehle es).

Was halten Sie von dieser Forschung? Denken Sie, wir könnten auf Neuralyzer im Taschenformat zusteuern? Teilen Sie Ihre Gedanken unten!

Bildnachweis: LED-Hintergrund mit Dutzenden transparenten blauen LEDs.