יתכן שמעולם לא ראית דג זברה באופן אישי. אבל תסתכל על דג הזברה בסרטון הקצר שלמעלה ותראה משהו שלא היה ידוע בעבר למדע: ייצוג חזותי של מחשבה הנעה במוחו של יצור חי.
קבוצה של מדענים מהמכון הלאומי לגנטיקה ביפן הודיעה על ההישג המרתיע במאמר שפורסם היום ב"ביולוגיה נוכחית " . על ידי החדרת גן לזחלי דג הזברה - המשמשים לעתים קרובות במחקר מכיוון שכל גופו שקוף - ובאמצעות בדיקה המאתרת את התפרצות, הם הצליחו לתפוס את התגובה הנפשית של הדגים לפרמיזיון השוחה בזמן אמת.
המפתח לטכנולוגיה הוא גן מיוחד המכונה GCaMP המגיב לנוכחות יוני סידן על ידי גידול בפריחה. מכיוון שפעילות עצבית במוח כרוכה בעלייה מהירה בריכוזי יוני הסידן, החדרת הגן גורמת לאזורים הספציפיים במוח של דג הזברה המופעלים לזוהר בהיר. על ידי שימוש בבדיקה הרגישה לפלורסנציה, הצליחו המדענים לפקח על מיקומי מוח הדג שהופעלו בכל רגע נתון - וכך, לכדו את מחשבת הדג כשהוא "שחה" סביב המוח.
עוברים וזחלים זברה משמשים לרוב במחקר מכיוון שהם שקופים במידה רבה. תמונה באמצעות Wikimedia Commons / אדם אמסטרדם
המחשבה הספציפית שנלכדה בסרטון שלמעלה התרחשה לאחר שפרמיסיום (אורגניזם חד-תאי שהדג מחשיב כמקור מזון) שוחרר לסביבת הדגים. המדענים יודעים שהמחשבה היא התגובה הישירה של הדגים לפרמסיום הנע מכיוון שכחלק ראשוני מהניסוי הם זיהו את הנוירונים הספציפיים במוח הדג המגיבים לתנועה ולכיוון.
הם מיפו את הנוירונים הבודדים שאחראים למשימה זו בכך שהם גרמו לדגים לעקוב אחר ויזואלית אחר נקודה על פני המסך ולעקוב אחר הנוירונים שהופעלו. מאוחר יותר, כאשר עשו את אותו הדבר עבור הדגים כשהוא צופה בפרמסיום השחייה, נדלקו אותם אזורים במוח, והפעילות עברה על אזורים אלה באותה צורה שנחזה על ידי המפות הנפשיות כתוצאה מהתנועה הכוונתית של הפרמיזיון. . לדוגמה, כאשר הפארמזיום עבר מימין לשמאל, פעילות הנוירונים עברה משמאל לימין, בגלל האופן שבו המפה החזותית של המוח מתהפכת בהשוואה לשדה הראיה.
זו לא הפעם הראשונה שמוחדרים GCaMP לדג הזברה למטרות הדמיה, אך זו הפעם הראשונה שהתמונות נלכדות כסרטון בזמן אמת, ולא כתמונה סטטית לאחר מעשה. החוקרים השיגו זאת על ידי פיתוח גרסה משופרת של GCaMP שרגישה יותר לשינויים בריכוז יון הסידן ומפליטה רמות גדולות יותר של פלואורסצנציה.
ההישג הוא כמובן פלא בפני עצמו, אך המדענים המעורבים רואים את זה מוביל למגוון יישומים מעשיים. אם לדוגמא, היו בידי המדענים יכולת למפות במהירות את חלקי המוח המושפעים מכימיקלים הנחשבים כתרופה, ניתן היה לפתח בקלות רבה יותר תרופות פסיכיאטריות חדשות.
הם גם רואים שהוא פותח את הדלת למגוון מדהים עוד יותר - ואולי קצת מטריד (מי, אחרי הכל, באמת רוצה שהמוח שלהם יקרא?) - יישומים לאיתור מחשבה. "בעתיד, אנו יכולים לפרש את התנהגותו של בעל חיים, כולל למידה וזיכרון, פחד, שמחה או כעס, על סמך פעילותם של שילובים מסוימים של נוירונים, " אמר קואיצ'י קוואקמי, אחד מחברי המחברים בעיתון.
ברור שזה רחוק זמן, אך מחקר זה מראה כי הרעיון של קריאת מחשבות של בעל חיים על ידי ניתוח הפעילות הנפשית שלו עשוי לעבור מעבר למדע הבדיוני כדי להיכנס לתחום היישומים המדעיים בעולם האמיתי.
