Hvordan reagerer dyrs hjerner på bevegelse?

Det har en gruppe amerikanske forskere fra Howard Hughes Medical Institute ved Janelia Farm Research Campus i Virginia undersøkt.

De har utviklet en teknikk som kan lyse opp de nervecellene hos en sebrafisk som aktiveres når den beveger seg.

Fluorescerende stoff i hjernen

Studien har blitt publisert i Nature Methods, hvor forskerne forklarer hvordan de har kombinert genteknologi og optiske instrumenter.

Forskerne brukte genmanipulerte sebrafisker som hadde en kjemisk indikator i hver nervecelle. I en tiendedel av et sekund etter at nevronet ble aktivert, ble den kjemiske indikatoren i fiskens hjerne fluorescerende. Ved hjelp av laserstråler kunne forskerne se de aktiverte nervecellene.

Først var fisken avslappet. Den ytterste delen av fiskens hjerne, som er illustrert til høyre i videoen, lyser sterkt. Lyset representerer det fisken tenker på når den bare slapper av.

Senere begynner store deler av hjernen å lyse opp. I denne delen av forsøket skapte forskerne en illusjon om at fisken ble trukket bakover. For å følge med strømmen begynte fisken å svømme fremover. Da lyste flere nerveceller.

Vil forstå menneskelig atferd

Forsøket illustrerer et fenomen som kalles retningsbestemt selektivitet. Fenomenet eksisterer hos aper, frosker, fisk og hos mennesker.

For hver retning man kan ta, finnes det spesielle nerveceller i hjernen som aktiveres. Det innebærer at når mennesker vil bevege seg fra venstre mot høyre, vil egne celler aktiveres og gi informasjonen videre til resten av hjernen.

– Det må være noen fundamentale prinsipper om hvor mange nerveceller som påvirker atferden vår ved bevegelse. Med denne teknikken kan vi kanskje begynne å forstå disse grunnprinsippene, sier Jeremy Freeman, som har deltatt i prosjektet. 

Referanse: 

Nikita Vladimirov m. fl.: Light-sheet functional imaging in fictively behaving zebrafish. Nature Methods (2014), doi:10.1038/nmeth.3040 (sammendrag)

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.