Pejam mata kamu. Apa yang awak nampak? Imej yang terbentuk adalah sebahagian daripada landskap mental yang sedar. Tetapi bagaimana otak memproses dunia di sekeliling anda menjadi misteri kepada sains.
Pada masa lalu, menimbulkan selok-belok bagaimana otak manusia masuk akal dengan input visual hampir tidak mungkin. Baru-baru ini para saintis dapat melihat secara langsung neuron individu di tempat kerja. Sekarang Allen Institute for Brain Science di Seattle melancarkan Balai Cerap Allen Brain untuk menggunakan teknologi baru ini untuk menyiasat kognisi dengan cara yang luar biasa: mereka membuat filem menonton tikus.
Projek itu melibatkan 25 tikus makmal yang direka secara genetik supaya neuron mereka menyala apabila dipecat, laporan Arlene Weintraub di Forbes . Setiap tetikus juga mempunyai tetingkap kecil yang ditanam di kepalanya supaya para penyelidik dapat melihat neuron pendarfluor dalam korteks visual mereka.
Para tikus berlari di atas treadmill sambil menonton klip dari pembukaan Orson Welles '1958 Touch of Evil. Apabila imej muncul di skrin di hadapan mereka, para penyelidik merekodkan aktiviti otak mereka dengan mikroskop dua-foton.
Walaupun ini mungkin kelihatan seperti pilihan yang luar biasa untuk kajian ini, menurut Jon Hamilton di NPR, adegan pembukaan filem tiga klasik ini seperti yang dibuat khusus untuk kajian ini. "Ia hitam dan putih dan ia mempunyai perbezaan yang sangat baik dan ia mempunyai tembakan panjang tanpa banyak gangguan, " kata Christof Koch, ketua pegawai sains di Institut Allen.
Filem itu seolah-olah menjadi hit dengan tikus. R. Clay Reid, penyiasat kanan mengenai projek itu memberitahu Weintraub bahawa 18, 000 neuron yang dipantau. "Sepanjang filem ini, neuron bertindak balas terhadap pelbagai bahagiannya pada masa yang berlainan dan dengan cara yang menarik, " katanya. "Ia agak luar biasa bagaimana pelbagai tindak balas neuron yang berbeza adalah untuk rangsangan ini."
Mikroskop direkodkan apabila neuron dipecat dan keamatannya. Korelasi bahawa data dengan imej pada skrin membolehkan penyelidik memetakan fungsi setiap neuron. Sebagai contoh, sesetengah neuron hanya dipecat apabila garis menegak muncul di skrin. Yang lain dinyalakan apabila kamera panik. Para penyelidik juga menjalankan beberapa eksperimen lain, seperti menunjukkan gambar tikus serangga atau haiwan dan gambar bar hitam dan putih, merekam bagaimana neuron bertindak balas. Projek itu mengambil masa empat tahun dan melibatkan 360 sesi uji kaji, menghasilkan 30 terabyte data, melaporkan Helen Shen di Alam .
Penyelidikan itu telah mendedahkan beberapa corak luar biasa, lapor Brendan Cole di Wired . Neuron yang sama yang membakar apabila tikus melihat foto rama-rama, sebagai contoh, juga menyala apabila kamera panik semasa filem. Kenapa sebenarnya tidak diketahui, tetapi penyelidik di Allen berharap komuniti saintifik yang lebih luas akan membantu mereka memikirkannya.
Itu sebabnya mereka melepaskan data secara terbuka sebagai sebahagian daripada Allen Brain Atlas sumber terbuka. Projek itu telah menganjurkan pelbagai data mengenai tetikus dan otak manusia sejak tahun 2006 dan merupakan sebahagian daripada projek bernilai setengah bilion dolar Paul Allen, pengasas bersama Paul Allen untuk memetakan otak manusia.
"Ini pada dasarnya adalah bonanza, " kata pakar neurosains komputasi Steven Zucker di Universiti Yale memberitahu Shen. "Ia seolah-olah seseorang membuka pintu ke makmal neurosains terbesar di dunia untuk ahli teori di seluruh dunia dan berkata, 'Ayo masuk dan bermain dengan data kami.'"
Mereka 18, 000 neurons adalah permulaan yang sangat kecil. "Apabila kita selesai, ia akan menjadi dataset ensiklopedia lengkap yang dalam talian dan para saintis boleh berkongsi dan menggunakan sebagai titik permulaan, " kata Reid kepada Weintraub. Langkah seterusnya ialah memperluaskan kerja untuk memantau tikus sambil menjalankan tugas-tugas lain. Tiada kata lagi mengenai sama ada yang akan termasuk membawa mereka kembali ke filem.
