هم اکنون دانشمندان در نتیجه ی برخی اقدامات زیرکانه می توانند مغز حیوانات آزمایشگاهی را با جزئیات میکروسکوپی مشاهده کنند. یک تکنیک به نام تصویربرداری دو فوتونی به دانشمندان علوم اعصاب این امکان را می دهد که هزاران نورون در حال کار را به منظور رمزگذاری اطلاعات مشاهده کنند.
مشکلی که در این روش وجود دارد این است که تصویربرداری دو فوتونی به ثابت ماندن سر این حیوانات در یک مکان نیاز دارد. به نظر می رسد که این ممانعت از ثابت ماندن سر برای تماشای مغز ناشی از این است که حیوان چیزی را که برایش جالب است انجام نمی دهد.
یک راه حل خلاق، واقعیت مجازی –یک تجربه ی محیط کامپیوتری از طریق یک هدست- می باشد. چند سال پیش، دانشمندان علوم اعصاب شروع به طراحی یک سیستم کوچک واقعیت مجازی به منظور فریب دادن فکر موش ها کردند که در واقع در حالی که سر آنها در یک موقعیت ثابت بود و آنها تصور می کردند که در حال دویدن بر روی یک توپ بزرگ بودند.
با این حال، با وجود اینکه موش ها هفته ها در آموزش بودند، ولی تا به حال بر روی این توپ ندویدند. Jeremy Freeman و همکارانش در ویرجینیا یک پیچ و خم مجازی ایجاد کردند که به نظر می رسد به درک درستی رسیده اند. موش ها از طریق یک راه سر پوشیده ی مجازی بدون آموزش حرکت می کنند. فریمن می گوید این برای بهره برداری حرکت موش ها در طبیعت طراحی می شود. موش ها به جای تکیه کردن بر چشم های خود در وهله ی اول به سبیل هایشان برای حس کردن راهشان تکیه می کنند.
در این واقعیت مجازی، دیوارها حرکت می کنند و این به منظور ایجاد این توهم در موش ها می باشد که آنها در حال دویدن در این مسیر ها هستند. اما در حقیقت در همه ی زمان ها سر این جوندگان ثابت باقی مانده است.
کارل سوبودا محقق ارشد در این پروژه می گوید، آنها در حال حاضر متوجه شده اند که شبیه سازی سلول های عصبی مختلف بستگی به فاصله ی بین سر موش ها و این دیوار دارد. به نظر می رسد که مغز، ورودی را از طریق سبیل ها به یک فرمی برمی گرداند که این موش می تواند استفاده کند.
این تکنیک تصویربرداری که سوبودا در توسعه ی آن کمک کرده است، متکی بر پروتئین های فلورسنت عروس دریایی می باشد.این محققان از لحاظ ژنتیکی این موش ها را تغییر می دهند به نحوی که سلول هایشان این پروتئین فلورسنتی را به شکلی ایجاد می کند که زمانی که در معرض یون های کلسیم گذاشته می شوند، فعال می شوند. سلول های عصبی (نورون ها) با انتقال یون های کلسیم در ارتباط هستند، بنابراین این نورون های تگ شده در هماهنگی با فعالیت مغز روشن می شوند. برای دیدن و ضبط کردن این که در ادامه چه خبر است این محققان یک تکه از جمجمه ی حیوانات را با یک پنجره ی کوچک جایگزین می کنند.
سوبودا می گوید، دانشمندان مدتهاست که قادر به “شنیدن” به یک نورون تنها با استفاده از الکترودها هستند، اما این مثل این است که قادر به شنیدن تنها یکی از ابزار موسیقی در طول یک سمفونی باشید. او در ادامه می گوید، حال آنها می توانند این روش جریان اطلاعات را از طریق این مغز در حالی که این موش در حال یادگیری برای مقابله با یک محیط جدید –اگرچه مجازی- می باشند، مشاهده کنند.
با وجود اینکه سر این موش ها حرکت نمی کند ولی این حس فعالیت به آنها القا می شود. سوبودا می گوید به نظر می رسد که مغز موش ها از مجموعه ای از نورون ها برای نشان دادن فاصله ها استفاده می کند.
در نهایت محققان امیدوارند که بتوانند به چگونگی محاسبه کردن اطلاعات توسط مغز پی ببرند. این موضوع می تواند در کشف آنچه که در اختلالاتی مانند اوتیسم اتفاق می افتد کمک کند. فریمن می گوید، ما می خواهیم به این موضوع پی ببریم که مغز چگونه کارهایی مانند احساس، یادگیری و تصمیم گیری را انجام می دهد.
آنچه که آنها در واقع به دنبال درک آن می باشند، مکانیسم یادگیری و دریافت کردن ماهیت هوش می باشد و این چنین مسئله ای مسلما سخت است.
.
منبع: technologyreview
