Tutup matamu. Apa yang kamu lihat? Gambar-gambar yang membentuk semua bagian dari lanskap mental sadar. Tetapi bagaimana otak memproses dunia di sekitar Anda tetap menjadi misteri bagi sains.
Di masa lalu, mencari seluk-beluk bagaimana otak manusia membuat masuk akal input visual hampir mustahil. Baru-baru ini para ilmuwan dapat secara langsung mengamati neuron individu di tempat kerja. Sekarang Institut Allen untuk Ilmu Otak di Seattle meluncurkan Allen Brain Observatory untuk menggunakan teknologi baru ini untuk menyelidiki kognisi dengan cara yang tidak biasa: mereka membuat tikus menonton film.
Proyek ini melibatkan 25 tikus percobaan yang direkayasa secara genetika sehingga neuron mereka menyala ketika dipecat, lapor Arlene Weintraub di Forbes . Setiap tikus juga memiliki jendela kecil yang ditanamkan di kepalanya sehingga para peneliti dapat mengamati neuron neon di korteks visual mereka.
Hewan pengerat itu berlari di atas treadmill sambil menonton klip dari pembukaan Touch of Evil tahun 1958 karya Orson Welles . Ketika gambar muncul di layar di depan mereka, para peneliti merekam aktivitas otak mereka dengan mikroskop dua-foton.
Meskipun ini mungkin tampak seperti pilihan yang tidak biasa untuk penelitian ini, menurut Jon Hamilton di NPR, adegan pembuka tiga menit film kultus klasik ini sepertinya dibuat khusus untuk penelitian. "Ini hitam dan putih dan memiliki kontras yang bagus dan memiliki peluang panjang tanpa banyak gangguan, " Christof Koch, kepala petugas ilmiah di Allen Institute menjelaskan.
Film ini sepertinya menjadi hit dengan tikus. R. Clay Reid, seorang penyelidik senior pada proyek ini memberi tahu Weintraub bahwa 18.000 neuron yang dipantau menyala. "Selama film berlangsung, neuron merespons bagian yang berbeda pada waktu yang berbeda dan dengan cara yang menarik, " katanya. “Sangat luar biasa betapa beragamnya respons neuron berbeda terhadap rangsangan ini.”
Mikroskop merekam ketika neuron menembak dan intensitasnya. Dengan mengaitkan data dengan gambar di layar, para peneliti dapat memetakan fungsi masing-masing neuron. Sebagai contoh, beberapa neuron hanya ditembakkan ketika garis vertikal muncul di layar. Lainnya menyala ketika kamera menyorot. Para peneliti juga melakukan beberapa percobaan lain, seperti menunjukkan gambar tikus dari serangga atau hewan dan gambar batang hitam dan putih, merekam bagaimana neuron merespons. Proyek ini memakan waktu empat tahun dan melibatkan 360 sesi percobaan, menghasilkan 30 terabyte data, lapor Helen Shen di Nature .
Penelitian telah mengungkapkan beberapa pola yang tidak biasa, lapor Brendan Cole di Wired . Neuron yang sama yang menyala ketika tikus melihat foto kupu-kupu, misalnya, juga menyala ketika kamera menyorot selama film. Mengapa sebenarnya tidak diketahui, tetapi para peneliti di Allen berharap komunitas ilmiah yang lebih luas akan membantu mereka mencari tahu.
Itu sebabnya mereka secara terbuka merilis set data sebagai bagian dari open source Allen Brain Atlas. Proyek itu telah meng-host berbagai data pada otak tikus dan otak manusia sejak 2006 dan merupakan bagian dari proyek setengah miliar dolar ambisius pendiri Microsoft, Microsoft, untuk memetakan otak manusia.
"Ini pada dasarnya adalah sebuah bonanza, " kata ilmuwan saraf Steven Zucker di Universitas Yale kepada Shen. "Seolah-olah seseorang membuka pintu ke lab ilmu saraf terbesar di dunia untuk para ahli teori di seluruh dunia dan berkata, 'Ayo masuk dan mainkan dengan data kami.'"
18.000 neuron itu hanyalah awal yang sangat kecil. "Pada saat kita selesai, itu akan menjadi set data ensiklopedis lengkap yang online dan bahwa para ilmuwan dapat berbagi dan menggunakan sebagai titik awal, " kata Reid kepada Weintraub. Langkah selanjutnya adalah memperluas pekerjaan untuk memantau tikus saat mereka melakukan tugas-tugas lain. Belum ada kabar apakah itu termasuk membawa mereka kembali ke bioskop.
