In neu gruselig Forschung Neurowissenschaftler der Stanford University School of Medicine stimulierten Nervenzellen im visuellen Kortex von Mäusen, um Halluzinationen zu induzieren. Überraschenderweise stellten die Forscher fest, dass sie eine kleine Anzahl von Neuronen stimulieren mussten, um die falsche Wahrnehmung zu erzeugen.
"Bereits 2012 hatten wir die Fähigkeit beschrieben, die Aktivität individuell ausgewählter Neuronen in einem wachen, aufmerksamen Tier zu kontrollieren", sagte Dr. med. Karl Deisseroth, Professor für Bioingenieurwesen sowie für Psychiatrie und VerhaltenswissenschaftenZum ersten Mal konnten wir diese Fähigkeit verbessern, mehrere individuell festgelegte Zellen gleichzeitig zu kontrollieren und ein Tier dazu zu bringen, etwas Bestimmtes wahrzunehmen, das tatsächlich nicht wirklich vorhanden ist - und sich entsprechend zu verhalten. "
Hologrammaufnahmen
Die Forscher verwendeten Optogenetik für ihre Arbeit, eine Technologie, die es Forschern ermöglicht, bestimmte Neuronen bei Tieren mit Lichtimpulsen zu stimulieren. Deisseroth und sein Team haben eine Kombination von zwei Genen in eine große Anzahl von Neuronen im visuellen Kortex von Labormäusen eingefügt und Schädel erzeugtFenster durch Entfernen eines Teils der Schädel der Tiere, um einen Teil des visuellen Kortex freizulegen.
Den Mäusen wurden dann zufällige Reihen von horizontalen und vertikalen Balken gezeigt, die auf einem Bildschirm angezeigt wurden. Die Forscher beobachteten und zeichneten auf, welche Neuronen im exponierten visuellen Kortex durch jede Orientierung aktiviert wurden.
Sie konnten diese Aufzeichnungen dann in Form von Hologrammen "wiedergeben". Die Wissenschaftler trainierten die Mäuse weiter, das Ende eines nahe gelegenen Rohrs nach Wasser zu lecken, wenn sie einen vertikalen Balken sahen, aber nicht, wenn sie einen horizontalen oder sahensah weder.
Die Wissenschaftler fanden dann heraus, dass sie die Mäuse dazu bringen konnten, die Wasserröhre zu lecken, indem sie einfach das "vertikale" holographische Programm auf den visuellen Kortex der Mäuse projizierten. Interessanterweise würden die Mäuse die Röhre nicht lecken, wenn die "horizontale"Programm wurde projiziert.
"Nicht nur das Tier tut das Gleiche, sondern auch das Gehirn", sagte Deisseroth. "Wir wissen also, dass wir entweder die natürliche Wahrnehmung wiederherstellen oder etwas Ähnliches erschaffen."
wenige Neuronen stimuliert
Die Forscher waren überrascht, dass die Stimulation von nur etwa 20 Neuronen, in einigen Fällen sogar weniger, ausreichte, um eine Halluzination zu erzeugen. "Es ist bemerkenswert, wie wenig Neuronen Sie bei einem Tier spezifisch stimulieren müssen, um eine Wahrnehmung zu erzeugen", so Deisserothsagte.
"Ein Maushirn hat Millionen von Neuronen; ein menschliches Gehirn hat viele Milliarden", sagte er. "Wenn nur etwa 20 eine Wahrnehmung erzeugen können, warum halluzinieren wir dann nicht die ganze Zeit aufgrund falscher zufälliger Aktivitäten?Studie zeigt, dass der Säugetierkortex irgendwie bereit ist, auf eine erstaunlich geringe Anzahl von Zellen zu reagieren, ohne als Reaktion auf Lärm falsche Wahrnehmungen hervorzurufen. "
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.