Ljusminnexperiment påverkar möss hjärnor som en MIB Neuralyzer

Kom ihåg när Will Smith och Tommy Lee Jones använde neuralyzer för att radera människors minnen med blått ljus in Män i svart? Tja, vi kan inte göra det än, men vissa forskare har gjort något anmärkningsvärt lika. Den 9 oktober meddelade UC Davis att forskare där har “raderade specifika minnen” inom möss med hjälp av ljus.

Hemligheten till tekniken ligger i ett fascinerande fält som kallas optogenetik, och det har redan börjat ändra hur vi tänker på hjärnan Giovanni Idili of OpenWorm: Hjärnor, maskar och artificiell intelligens Giovanni Idili of OpenWorm: Hjärnor, maskar och artificiell intelligens Simulering en mänsklig hjärna är ett sätt, men ett open-source-projekt tar viktiga första steg genom att simulera neurologin och fysiologin hos ett av de enklaste djuren som är kända för vetenskapen. Läs mer .

Vad är Optogenetics?

Optogenetics är ett mycket nytt fält av vetenskapliga standarder, som bara har funnits sedan 2002. Om du är bekant med vetenskapliga namngivningskonventioner har du förmodligen insett att optogenetik kombinerar ljus (opto) och genetik - men hur det fungerar är överraskande (och väldigt coolt). Först en snabb lektion i neuroanatomi.

Hjärnan består av trillioner av neuroner, som var och en är kopplad till många andra neuroner, samma struktur återspeglas i artificiella neurala nätverk och neuromorfiska marker. Den senaste datateknik som du måste se för att tro på den senaste datatekniken du måste se till Tro Kolla in några av de senaste datortekniken som är inställda för att förvandla världen av elektronik och datorer över de närmaste åren. Läs mer . När en neuron är aktiverad, eller “bränder,” det kommunicerar med andra neuroner och skapar en kaskad av neural aktivitet - det här orsakar tanke och handling (för mer information om hur hjärnan fungerar, kolla HowStuffWorks förklaringen).

Så vad har ljuset att göra med det? Vanligtvis inget. Men med lite genetisk modifiering har forskare kunnat uppfostra möss vars hjärnor innehåller neuroner som reagerar på ljus, vilket betyder att när en viss uppsättning neuroner utsätts för en mycket specifik våglängd av blått ljus, kan de slås på eller av.

Detta har använts i små djur, som nematoder och rundormer, för att inducera muskelverkan, och det har till och med varit vanligt att få en mus att springa med svängen på en strömbrytare (länken går till en video av experimentet, det är ganska coolt, men jag bestämde mig för att inte bädda in om du hellre inte skulle se djurförsök i åtgärd - det är sagt, det är inte så illa).

När det gäller hjärnan är emellertid saker som motoraktivering och neuralkretsbildning inte lika komplexa som modifierande minnen. Forskare har studerat minnen och kognition under en längre tid, och det är fortfarande oenighet om hur det fungerar och vad förhållandet är mellan en neuron eller en grupp neuroner och speciella kognitiva funktioner.

“En standardproblem Neuralyzer”

Den senaste UC Davis-forskningen uppnådde ett stort genombrott i optogenetik och minne. För att verkligen förstå vad som händer i den forskningen, ska jag gå igenom experimentet.

Långt före försöket möttes möss genetiskt, så att deras neuroner kunde påverkas av blått ljus. Ett litet ljus implanterades i hjärnan av musen för att ge den nödvändiga optiska stimuleringen, och sedan började experimentet. I detta speciella experiment placerades mössen i en bur som gav dem en liten elektrisk chock. När de en gång hade lärt sig sambandet mellan buret och chocken, skulle de frysa omedelbart efter att de hade lagts in i buret. detta kallas ett rädslesvar.

Efter att mössen hade lärt sig detta svar utlöste forskarna det blå ljuset, vilket var inriktat på specifika neuronala kluster. Mössen, när de återinfördes till chockburet, visade inte längre rädslesvaret - de hade “glömt” vad de var rädda för.

Naturligtvis säger man att forskarna hade raderat museens minnen är lite en förenkling; Detta var ett mycket enkelt konditionerat minne och svar, och det undertrycktes av applikationen av det blå ljuset.

Med det sagt är det definitivt ett steg framåt i hur vi förstår hjärnan (om du är intresserad av experimentets neuroanatomi, visade det sig att hippocampus och cortex båda är inblandade i minneshämtning och att cortex inte kan gör det ensamt. Det visade också att specifika delar av hippocampus aktiveras under minneshämtning).

Framtida överväganden

Medan du inte behöver börja oroa dig för att någon zappar din hjärna med blått ljus och raderar dina minnen när som helst snart provar det några mycket allvarliga frågor om framtiden för optogenetisk forskning. Ingen forskning har utförts med människor än, men nyligen har studier använt primater, så det verkar troligt att människor är på schemat. På grund av den genetiska komponenten kan det vara ganska länge innan det händer (om du vill se det själv, kanske du vill överväga att sätta din hjärna på isen. Hjärnan på isen: Är kryonin galen? Din hjärna på isen Cryonics Crazy? Vill du leva för alltid? Det är inte en knepfråga: En teknik som heter cryonics hävdar att det finns ett sätt att fuska döden - men håller idén vatten? Läs mer och kolla in efter några decennier).

Det är inte svårt att föreställa sig att någon där ute försöker lista ut hur man hittar en våglängd av ljus som skulle fungera utan den genetiska komponenten. Oavsett om detta är möjligt är det säkert utanför ramen för denna artikel, men det gör ett intressant tankeförsök. Om forskare räknar ut hur man manipulerar neuroner utan tidigare genetisk manipulation, kunde vi en dag se en värld rakt ut ur Dockhus (och om du inte har sett Dockhus, Jag rekommenderar det).

Vad tycker du om den här forskningen? Tänk att vi kunde vara på väg mot pocket-sized neuralyzers? Dela dina tankar nedan!

Bildkredit: LED-bakgrund med dussintals transparenta blå LED.