科学者たちはマウスの脳に窓を切り、そこにレーザーを当てて幻覚を引き起こしました。
それは奇妙なことですが、ジャーナルサイエンスで本日（7月18日）に発表された研究の結果はさらに奇妙でした。驚くべきことに、マウスには何百万ものニューロンまたは脳細胞が存在する一方で、マウスをだまして壁に実際には存在しないパターンを認識させるために、レーザー光がそれらに触れる必要があるのは約20だけでした。
これらの結果は、めったに発話されない質問をするように研究者たちに刺激を与えました：なぜマウス（そして人間）は絶えずつまずきませんか？
「マウスの脳には数百万のニューロンがあり、人間の脳には何十億ものニューロンがあります」と、スタンフォード大学の神経科学者で精神科医の上級研究著者であるカールダイセロスは、声明で述べています。 「もし20かそこらしか知覚できない場合、偽りのランダムな活動のためになぜ私たちはいつも幻覚を催していないのですか？」
この信じられないほどの精神的感受性は、哺乳類の脳がおそらく以前考えられていたよりもさらに細かく調整された機械であることを示唆していると、Deisserothは付け加えました。今回の実験では単純な視覚パターンの認識のみを検討しましたが、感情や記憶などのより複雑な精神的感覚も、驚くほど少数の脳細胞によって制御されている可能性があります。
レーザーのトリップ
どのようにして、例えばサイケデリックな薬を滑らせることなく、マウスを幻覚剤にするのですか？この実験のために、研究者は光遺伝学と呼ばれる技術を使用しました-基本的に、特定の波長の光にさらされると特定のニューロンを発火させる光感受性遺伝子を動物の脳に挿入します。
この手法は、以前の研究でマウスを空腹狂いの「ゾンビ」に変えたり、ラットがコカインの習慣を蹴るのを助けるために使用されてきました。ここでは、水平線と垂直線のさまざまなパターンが表示されたときにマウスの脳がどのように応答するかを学習し、それらの神経応答が、ニューロンの小さなグループにターゲットを絞った光でパルスを送ることによって純粋に再作成できるかどうかを確認するために使用されました。
研究者たちは、マウスの頭蓋骨に文字通りの窓を刻むことでこの作業を完了しました（透明なガラスペインとすべてが揃っています）。この手術により、視覚皮質、つまりマウスとヒトの両方で視覚情報を処理する脳の領域が露出しました。科学者はまた、マウスに遺伝子を挿入して2つの異なるタンパク質を生成しました。1つはニューロンが活性化されるたびに緑色に輝き、もう1つは特定の赤外線レーザー光にさらされたときにニューロンを発火させました。
次に、研究者らはマウスに平行線を移動するパターンを示し、線が完全に垂直または完全に水平のときに注ぎ口をなめるように訓練しました。緑がかったタンパク質のおかげで、科学者たちは、マウスがさまざまな線の向きを認識して反応したときに、どのニューロンが発火したかを正確に確認しました。これにより、研究者は、マウスの脳の正確な場所に正確に発射できるレーザー光の特別な3D「ホログラム」を開発して、水平線または垂直線の認識に関与するニューロンのみをターゲットにすることができました。
さて、「幻覚」のために。研究者たちは次第に、マウスが水平線と垂直線の投影を徐々に暗くする一方で、特別なレーザーでマウスの脳内の適切なニューロンをトリガーすることを示しました。実験の終わりまでに、研究者らはマウスの線の表示を完全に停止しました。ただし、レーザーが水平線または垂直線の表示を担当するニューロンに当たると、マウスは適切な注ぎ口を舐めることで反応しました。
これは真の幻覚でしたか？マウスは本当に見えない線を「見た」のでしょうか？研究に付随するニュース記事で、ダイセロスは言った。しかし、げっ歯類の脳細胞の発火とレーザー光に対する行動反応は、「自然な知覚の間」とまったく同じように見えた、とダイセロスは述べた。実際には、レーザー光により、マウスの脳はそこにない特定の視覚刺激に反応しました。
驚くべきことに、研究者は次のように書いています。10から20のニューロンを標的にすることで、マウスのこれらの特定の神経応答をトリガーすることができました。
「人のより複雑な思考、感覚的体験、または感情を誘発するのにどれだけの細胞が必要かはわからない」とDeisseroth氏は語った。マウス。"
