Naukowcy za pomocą laserów zamieniają myszy w niezwykle skutecznych myśliwych

Niebieskie światło przymocowane do czaszki myszy zapala się. W niecałą sekundę gryzoń rzuca się na pędzącego plastikowego robaka, chwyta zabawkę i zaciekle ją podgryza.

Naukowcy z Uniwersytetu Yale wykorzystali to niebieskie światło do przejęcia kontroli nad mózgami myszy. Za pomocą przełącznika, obojętne stworzenia przekształcają się w zdeterminowanych myśliwych. Ta reakcja, jak odkryli naukowcy , ma swoje źródło głęboko w ciele migdałowatym – powszechnie znanym jako ośrodek emocji i motywacji w mózgu.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Cell” neurobiolog Ivan de Araujo i jego współpracownicy opisują ten migdałowaty obszar mózgu jako „centrum dowodzenia” dla zachowań drapieżnych. Z ciała migdałowatego dwa niezależne zespoły neuronów rozciągają się do obszarów mózgu odpowiedzialnych za pościg i zabijanie ofiar.

 

Scientists use laser to activate predatory switch in mice

„Kiedy stymulowaliśmy te neurony, [myszy] stały się skuteczniejszymi myśliwymi” – powiedział De Araujo. „Złapali więcej i większą liczbę ofiar w krótszym czasie”.

Naukowcom udało się pobudzić odpowiednie neurony za pomocą techniki zwanej optogenetyką. Przeprojektowali oni określone komórki w centrum ciała migdałowatego tak, aby aktywowały się po włączeniu lasera.

Myszy aktywowane laserem ścigały praktycznie wszystko, w tym zabawki przypominające owady, kawałki drewna, kapsle od butelek i żywe świerszcze.

 

Kuszące jest porównanie tych myszy do wściekłych zombie, atakujących każdą nieszczęsną ofiarę, która podejdzie zbyt blisko. De Araujo stwierdził jednak, że istnieje kluczowa różnica: myszy aktywowane laserem nie atakowały innych myszy ani nie jadły więcej. Zamiast tego, laser zdawał się wzmacniać zachowania związane ze znalezieniem potencjalnego pożywienia.

„Generalnie, po aktywacji laserem myszy łatwo chwytają, gryzą, a często połykają przedmioty niejadalne” – napisali autorzy badania. „Aktywacja laserowa zniosła również naturalne preferencje dotyczące przedmiotów jadalnych nad niejadalnymi”.

Naukowcy zaobserwowali, że w ciągu 100 milisekund od stymulacji ciała migdałowatego myszy, mięśnie szyi i żuchwy zwierzęcia napinały się. W obliczu niejadalnego przedmiotu lub żywego świerszcza, myszy wyciągały szyje, chwytały ofiarę dwiema przednimi łapami i gryzły.

Gdy laser wyłączył się, zachowanie myśliwskie również wygasło.

Naukowcy uzyskali podobne wyniki, gdy aktywowali kluczowe neurony myszy za pomocą leków modyfikowanych genetycznie zamiast laserów.

Co więcej, udało im się zablokować zachowania łowieckie poprzez zniszczenie określonych neuronów. Na przykład, jeśli neurony kontrolujące mięśnie żuchwy i szyi zostały zniszczone, mysz mogła gonić i chwytać swoją ofiarę, ale nie była w stanie ugryźć jej na tyle mocno, by ją zabić.

 

De Araujo stwierdził, że prawdopodobnie większość kręgowców, od gryzoni po wielkie koty i naczelne, jest zaprogramowana do polowania w ten sam sposób. Kiedy mózg odbiera bodźce sensoryczne – takie jak wzrok, zapach lub odgłos ofiary – przechodzą one przez ciało migdałowate, które aktywuje odpowiednie reakcje motoryczne.

Jednak śledzenie ścieżki od bodźców sensorycznych do bodźców motorycznych okazało się trudne, powiedział De Araujo. Brakuje oczywistych bodźców z oczu, nosa i uszu do ciała migdałowatego. Mimo to mózg radzi sobie z tym zadaniem z niezwykłą skutecznością.

„Musimy rozplątać tę sieć” – powiedział De Araujo.

 

https://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-mice-hunters-brain-20170118-story.html