Cum arată gândurile unui peşte? (VIDEO)

Observarea semnalelor nervoase cerebrale în timp real ajută la înţelegerea modului în care creierul vrerbratelor percepe lumea înconjurătoare. 

Cercetătorii de la Institutul Naţional de Genetică din Shizuoka, Japonia, au reuşit acest lucru utilizând o substanţă fluorescentă, introdusă în creierul unui alevin (larvă) de peşte-zebră. 

Aceşti alevini (denumire dată puietului de peşte) sunt de dimensiuni foarte mici şi au capul transparent – o particularitate care a permis cercetătorilor să vizualizeze „ce se petrece” în creierul peştelui, în prezenţa unei potenţiale prăzi.

Oamenii de ştiinţă au utilizat o proteină modificată genetic  (obţinută pornind de la o substanţă extrasă dintr-o meduză), numită GCaMP7a, care emite fluorescenţă atunci când neuronii se activează. Mai exact, transmiterea semnalelor de la un neuron la altul implică acţiunea ionilor de calciu, iar proteina GCaMP7a emite lumină în prezenţa activităţii acestor ioni. 

Animalele folosite sunt peşti-zebră transgenici, modificaţi genetic astfel încât să prezinte activitatea specifică acestei proteine într-o zonă  a creierului numită tectumul optic, care controlează mişcarea ochilor animalului atunci când acesta vede, în mediul său de viaţă, un obiect aflat în mişcare.

Într-un prim experiment, cercetătorii au scanat „în direct” creierul unui alevin de peşte-zebră când acesta vedea, pe un ecran, un punct luminos care clipea şi se mişca. La microscop, se putea vedea cum semnalele nervoase din creierul peştelui oglindeau mişcarea  punctului luminos.

În experimentul următor, peştelui imobilizat i-a fost pus în faţă un organism unicelular acvatic, numit parameciu, care constituie o hrană obişnuită a peştilor-zebră.

Scanând creierul peştelui, cercetătorii au putut vizualiza în direct fluxul de semnale din neuroni, vizibil atunci când ochii peştelui urmăreau prada aflată în mişcare. Când parameciul nu se mişca, nu se înregistrau semnale, ceea ce sugerează că peştele percepe în primul rând mişcarea prăzii.

În al treilea experiment, peştele a fost pus într-un recipient, împreună cu parameciul, şi lăsat să înoate liber, urmărindu-şi prada. Pentru prima dată, a putut fi vizualizată, cu o rezoluţie bună, activitatea creierului unui peşte în timp ce acesta vânează.

Această nouă abordare îi va ajuta pe oamenii de ştiinţă să înţeleagă funcţionarea circuitelor cerebrale implicate în comportamentul prădător. Sistemul poate fi utilizat şi pentru vizualizarea activităţii în alte arii cerebrale, permiţând observarea neuronilor implicaţi în locomoţie şi în diferite alte comportamente.

În cursul unor studii anterioare, oamenii de ştiinţă reuşiseră să vizualizeze activitatea unui neuron individual la peştii-zebră, dar acest nou studiu este primul în care a fost observată activitatea neuronală la un peşte care vâna liber.

http://c.brightcove.com/services/viewer/federated_f9?isVid=1

Surse: Live Science, National Geographic / Credit foto: Muto et al., Current Biology