Peneliti memaksa tikus keluar dan menginduksi FOMO di tikus ketiga

Sejak diperkenalkan pada tahun 2005, sebuah teknologi yang disebut optogenetika telah mempermudah untuk menghubungkan aktivitas saraf dengan perilaku dan memahami bagaimana neuron dan area otak berhubungan satu sama lain. Ahli saraf hanya memilih neuron (hewan) yang mereka minati, merekayasa mereka secara genetik untuk mengekspresikan protein yang responsif terhadap cahaya, dan kemudian menstimulasinya dengan jenis cahaya yang tepat. Teknik ini dapat digunakan untuk menghambat atau merangsang subset tertentu dari neuron pada hewan hidup, pernapasan, dan motil, menerangi jaringan saraf yang menentukan perilaku dan keputusan hewan.

Dengan memanfaatkan pekerjaan yang dilakukan dalam miniaturisasi perangkat optogenetik, para peneliti sekarang menggunakan optogenetik untuk mengubah aktivitas di bagian otak yang memengaruhi interaksi sosial pada tikus. Dan mereka menggunakan tingkat kontrol yang mengganggu atas cara tikus berinteraksi.

Menjadi kecil

Salah satu keterbatasan besar dari studi optogenetik awal adalah bahwa kabel dan serat optik yang dibutuhkan untuk membawa cahaya ke otak hewan juga menghalangi jalur hewan, menghalangi pergerakan mereka dan berpotensi merusak hasil. Perangkat nirkabel implan baru dikembangkan sekitar lima tahun yang lalu, tetapi hanya dapat ditempatkan di dekat daerah otak tertentu. Ini juga terlalu kecil untuk menampung banyak komponen sirkuit dan antena penerima, dan harus diprogram sebelumnya. Saya kasihan pada pengontrol pikiran yang malang yang harus berurusan dengan alat terbatas seperti itu.

Masukkan John Rogers, direktur pendiri Pusat Bionik Terintegrasi Universitas Northwestern. Labnya baru-baru ini menemukan perangkat optik multi-lateral yang dapat ditanamkan ke kepala atau punggung hewan sekecil tikus. Perangkat tersebut dapat menerima instruksi pada saluran yang berbeda, sehingga memungkinkan peneliti untuk secara mandiri dan secara bersamaan memodifikasi aktivitas neuron di wilayah otak yang berbeda dari satu tikus atau pada tikus yang berbeda dalam kandang yang sama. Perangkat dikontrol secara nirkabel dari komputer, dan peneliti dapat mengubah petunjuk untuk mereka secara real time saat percobaan berjalan.

Setelah memastikan bahwa perangkat yang ditanamkan tidak terpengaruh atau terpengaruh oleh gerakan tikus dan tidak merusak jaringan atau fungsi tikus, para ilmuwan dalam kelompok Rogers menempatkan protein yang merespons fotorik di beberapa neuron dopaminergik di gudang ventral. Area beberapa tikus. Area ini terkait dengan pemrosesan penghargaan. Kemudian para peneliti menanamkan perangkat baru mereka di bawah kulit tikus hasil rekayasa genetika.

Tes pertama mengkonfirmasi hasil yang dicapai dalam eksperimen optogenetik sebelumnya: tikus yang terkena transplantasi menerima hadiah yang diinfuskan dopamin melalui semburan cahaya yang melayang di atas sisi kaleng saat sistem diprogram untuk menghasilkan cahaya. Sejauh ini bagus. Kemudian, karena para peneliti tahu bahwa dopamin mendorong perilaku sosial, mereka ingin melihat apakah fotostimulasi menyebabkan tikus yang ditanamkan memilih untuk nongkrong di dekat tikus lain daripada satu permainan. Mereka lakukan.

Bersosialisasi

Untuk menggunakan sistem tersebut, para peneliti menguji ide dari sejumlah penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa tikus yang bercampur bersama cenderung memiliki aktivitas simultan di wilayah tertentu di otak mereka. Perangkat optogenetik baru menyediakan cara untuk membuat sinkronisasi ini secara artifisial.

Jadi para peneliti menciptakan “aktivitas otak sinkron” dengan merangsang dua tikus dengan stimulasi tonik 5 Hz (terus menerus) selama lima menit dan aktivitas asinkron dengan merangsang pasangan tikus lain dengan stimulasi semburan 25 Hz selama lima menit. Sekitar dua kali lebih banyak mouse asinkron yang memilih untuk bercampur – grooming, sniffing, dll. – seperti halnya mouse asinkron. Ketika dua mouse disinkronkan dalam pasangan 5 Hz dan mouse ketiga menerima semburan 25 Hz, pasangan menghindari ketiga asinkron. Para peneliti menyimpulkan bahwa “sinkronisasi yang dipaksakan antara otak membentuk interaksi sosial dan preferensi sosial pada tikus.”

Halaman beranda Rogers Research Group dengan judul “Sains yang Membawa Solusi ke Masyarakat.” Laboratorium tersebut telah mengembangkan perangkat nirkabel yang dapat dipakai yang melacak dengan mulus tanda-tanda vital bayi baru lahir di unit perawatan intensif neonatal, merekam aktivitas listrik di otak, dan mendeteksi serta memantau gejala COVID-19. Dan itu baru tahun lalu.

Jadi sebelum Anda membiarkan pikiran Anda pergi ke tempat-tempat gelap – tentang mencuci otak, merinding dan semua orang selamanya dalam silo mereka yang selaras secara ideologis di Facebook – ingatlah bahwa Dr. Rogers menggunakan kekuatannya untuk kebaikan. Juga, pekerjaan ini dilakukan pada tikus transgenik.

Ilmu saraf alami, 2021. DOI: 10.1038 / s41593-021-00849-x