Naukowcy z nowojorskiego Uniwersytetu Rockefellera nauczyli grupę myszy jak grać w gry w wirtualnej rzeczywistości (VR), aby zbadać ich pamięć. Stworzenia nie tylko były w stanie nauczyć się, jak skutecznie grać, ale również pomogły ujawnić jak nasze mózgi radzą sobie z pamięcią długoterminową.
Myszy w wirtualnym labiryncie
Autorzy badania stworzyli cyfrowy labirynt, w którym myszy mogły się poruszać. Był on wyświetlany na ekranie przed zwierzętami, które biegały po styropianowej piłce. Gdy myszy przemierzały labirynt, napotykały różne bodźce, takie jak dźwięki, zapachy i widoki. Ich gra miała wiele możliwych zakończeń. W najlepszym z nich mysi gracz mógł dotrzeć do nieograniczonej ilości wody z cukrem. W przeciętnym zakończeniu nagroda było tylko kilka kropel słodkiej wody. W najgorszym wypadku myszy były traktowane nieprzyjemnym podmuchem powietrza.
– Zorganizowaliśmy zadania rzeczywistości wirtualnej w taki sposób, by wymagały dużego zaangażowania myszy, aby rozpocząć próbę, przejść przez labirynty i zdobyć nagrody – powiedział neurobiolog Josue Regalado z Uniwersytetu Rockefellera. – Im bardziej kognitywne jest zadanie, tym lepiej jesteśmy w stanie przyjrzeć się, w jaki sposób zaangażowane są różne rejony mózgu.
Dzięki stymulacji w postaci kar i nagród myszy mogły nauczyć się labiryntu w trakcie prób jego przejścia. W końcu wiedziały już, kiedy spodziewać się wody z cukrem, a kiedy podmuchu powietrza. Naukowcy poznali to po tym, że raz myszy biegły szybciej w danym kierunku, a raz zwalniały, aby się przygotować.
Podczas zabawy mózgi myszy były również podłączone do nowego i wysoce zaawansowanego urządzenia do obrazowania, które wykorzystuje kable światłowodowe i lasery. To pozwoliło naukowcom obserwować aktywność neuronową zwierząt, a także ingerować w niektóre obszary ich mózgu.
Wzgórze mózgu kluczowe dla pamięci
Kiedy naukowcy użyli laserów do zahamowania hipokampu myszy poruszających się po labiryncie, zwierzęta radziły sobie znacznie gorzej, ponieważ wpłynęło to zarówno na ich pamięć długoterminową, jak i krótkoterminową. Kiedy zaś zrobili to samo z rejonem zwanym przednim wzgórzem, zespół odkrył, że pamięć krótkotrwała myszy pozostała, ale nie była w stanie przypisać informacji do pamięci długoterminowej zwierząt.
Kiedy jednak przednie wzgórze było stymulowane laserami, zdolność myszy do długoterminowego przechowywania informacji uległa zwiększeniu. W szczególności myszy lepiej pamiętały "dobre zakończenie" gry, w którym otrzymywały tylko kilka kropel wody z cukrem. To ujawniło, że przednie wzgórze faktycznie odgrywa ważną rolę w tworzeniu i przechowywaniu pamięci długoterminowej.
– Zidentyfikowaliśmy obwód w mózgu, który jest ważny dla określenia, które wspomnienia są istotne i jak są filtrowane do długoterminowego przechowywania – powiedział współautor badania Andrew Toader. – Gdy tylko myszy zaczynają uczyć się zadania, wzgórze przeprowadza proces selekcji i wybiera, które wspomnienia będą stabilizowane w korze mózgowej na dłuższą metę – wyjaśnił.
– Uważamy, że coś takiego jak adrenalina lub dopamina może pomóc wzgórzu stwierdzić: "ta pamięć jest dla mnie ważna, ale to nie jest już aż tak ważne" – tłumaczyła współautor badania, neurobiolog Priya Rajasethupathy.
Eksperymenty amerykańskich naukowców mogą przysłużyć się przy tworzeniu technologii leczenia pamięci u ludzi. Potrzebne są jednak dalsze badania na ludziach, aby potwierdzić, czy przednie wzgórze pełni taką samą rolę w ludzkim mózgu.
Czytaj też:
Machu Picchu. Fascynująca historia odkrycia zaginionego miasta w AndachCzytaj też:
Tajemniczy uśmiech Mona Lisy. Jakie zagadki skrywa najsłynniejszy obraz świata?