Anda mungkin tidak pernah melihat zebrafish secara peribadi. Tetapi lihat zebrafish dalam video pendek di atas dan anda akan dapat melihat sesuatu yang sebelum ini tidak diketahui sains: representasi visual pemikiran yang bergerak melalui otak makhluk hidup.
Sekumpulan saintis dari Institut Genetik Negara Jepun mengumumkan pencapaian yang membanggakan dalam satu kertas kerja yang diterbitkan hari ini dalam Biologi Semasa . Dengan memasukkan gen menjadi larva zebrafish-sering digunakan dalam penyelidikan kerana seluruh badannya telus-dan menggunakan siasatan yang mengesan pembengkakan, mereka dapat menangkap reaksi mental ikan kepada paramecium berenang dalam masa nyata.
Kunci teknologi ialah gen khas yang dikenali sebagai GCaMP yang bertindak balas terhadap kehadiran ion kalsium dengan peningkatan dalam pembungaan. Oleh kerana aktiviti neuron di dalam otak melibatkan peningkatan kepekatan ion kalsium, penyebaran gen menyebabkan kawasan tertentu di otak zebrafish yang diaktifkan untuk bersinar terang. Dengan menggunakan sensitif probe untuk hiasan, para saintis dapat memantau lokasi otak ikan yang diaktifkan pada setiap saat yang diberikan-dan dengan itu, menangkap pemikiran ikan ketika ia "berenang" di sekitar otak.
Embrio dan larva Zebrafish sering digunakan dalam penyelidikan kerana mereka kebanyakannya lut. Imej melalui Wikimedia Commons / Adam Amsterdam
Pemikiran tertentu yang ditangkap dalam video di atas berlaku selepas paramecium (organisma bersel satu yang ikan menganggap sumber makanan) dilepaskan ke dalam persekitaran ikan. Para saintis tahu bahawa pemikiran itu adalah tindak balas langsung ikan kepada paramecium bergerak kerana, sebagai bahagian awal eksperimen, mereka mengenal pasti neuron tertentu di otak ikan yang bertindak balas terhadap pergerakan dan arah.
Mereka memetakan neuron individu yang bertanggungjawab untuk tugas ini dengan mendorong ikan untuk mengikuti jejak titik di skrin dan menjejaki neuron yang diaktifkan. Kemudian, apabila mereka melakukan perkara yang sama untuk ikan sambil melihat paramecium berenang, kawasan yang sama di dalam otak menyala, dan aktiviti itu bergerak di kawasan-kawasan ini dengan cara yang sama yang diramalkan oleh peta mental akibat pergerakan arah paramecium . Sebagai contoh, apabila paramecium berpindah dari kanan ke kiri, aktiviti neuron berpindah dari kiri ke kanan, kerana cara peta visual otak terbalik apabila dibandingkan dengan bidang penglihatan.
Ini bukan kali pertama GCaMP telah dimasukkan ke dalam zebrafish untuk tujuan pencitraan, tetapi ia adalah kali pertama imej telah ditangkap sebagai video masa nyata, dan bukan imej statik selepas fakta. Para penyelidik berjaya melakukannya dengan membangunkan versi GCaMP yang lebih baik yang lebih sensitif terhadap perubahan dalam kepekatan ion kalsium dan menghilangkan tahap pembesaran yang lebih tinggi.
Pencapaian itu jelas mengagumkan dengan sendirinya, tetapi para saintis yang terlibat melihatnya membawa kepada pelbagai aplikasi praktikal. Sebagai contoh, jika saintis mempunyai keupayaan untuk cepat memetakan bahagian-bahagian otak yang dipengaruhi oleh bahan kimia yang dipertimbangkan sebagai dadah, ubat-ubatan psikiatrik yang baru dan berkesan dapat lebih mudah dikembangkan.
Mereka juga membayangkan ia membuka pintu kepada pelbagai yang lebih menakjubkan-dan mungkin agak merisaukan (yang, selepas semua, benar-benar mahu fikiran mereka dibaca?) - aplikasi pengesan pemikiran. "Pada masa akan datang, kita boleh mentafsir tingkah laku haiwan, termasuk pembelajaran dan ingatan, ketakutan, kegembiraan, atau kemarahan, berdasarkan aktiviti kombinasi neuron tertentu, " kata Koichi Kawakami, salah seorang pengarang akhbar.
Ia jelas beberapa waktu lagi, tetapi kajian ini menunjukkan bahawa konsep membaca pemikiran haiwan dengan menganalisis aktiviti mentalnya mungkin bergerak melampaui fiksyen sains untuk memasuki alam aplikasi sains dunia sebenar.
