Anda mungkin belum pernah melihat ikan zebra secara langsung. Tetapi lihatlah ikan zebra dalam video pendek di atas dan Anda akan dapat melihat sesuatu yang sebelumnya tidak diketahui oleh sains: representasi visual dari sebuah pikiran yang bergerak melalui otak makhluk hidup.
Sekelompok ilmuwan dari National Institute of Genetics Jepang mengumumkan pencapaian mengejutkan dalam sebuah makalah yang diterbitkan hari ini di Current Biology . Dengan memasukkan gen ke dalam larva ikan zebra - sering digunakan dalam penelitian karena seluruh tubuhnya transparan - dan menggunakan probe yang mendeteksi florescence, mereka dapat menangkap reaksi mental ikan terhadap paramecium renang secara real time.
Kunci dari teknologi ini adalah gen khusus yang dikenal sebagai GCaMP yang bereaksi terhadap keberadaan ion kalsium dengan meningkatkan floresensi. Karena aktivitas neuron di otak melibatkan peningkatan cepat dalam konsentrasi ion kalsium, penyisipan gen menyebabkan area tertentu di otak ikan zebra yang diaktifkan untuk bersinar terang. Dengan menggunakan probe yang peka terhadap florescence, para ilmuwan dapat memonitor lokasi otak ikan yang diaktifkan setiap saat — dan dengan demikian, menangkap pikiran ikan ketika "berenang" di sekitar otak.
Embrio dan larva ikan zebra sering digunakan dalam penelitian karena mereka sebagian besar tembus cahaya. Gambar melalui Wikimedia Commons / Adam Amsterdam
Pikiran khusus yang ditangkap dalam video di atas terjadi setelah paramecium (organisme bersel tunggal yang dianggap ikan sebagai sumber makanan) dilepaskan ke lingkungan ikan. Para ilmuwan tahu bahwa pikiran itu adalah respons langsung ikan terhadap paramecium yang bergerak karena, sebagai bagian awal percobaan, mereka mengidentifikasi neuron-neuron tertentu di otak ikan yang merespons gerakan dan arah.
Mereka memetakan neuron individu yang bertanggung jawab untuk tugas ini dengan mendorong ikan untuk secara visual mengikuti langkah dot melintasi layar dan melacak neuron mana yang diaktifkan. Kemudian, ketika mereka melakukan hal yang sama untuk ikan ketika menyaksikan paramecium renang, area otak yang sama menyala, dan aktivitas bergerak melintasi area-area ini dengan cara yang sama diprediksi oleh peta mental sebagai hasil dari pergerakan arah paramecium sebagai arah dari pergerakan arah paramecium. . Misalnya, ketika paramecium bergerak dari kanan ke kiri, aktivitas neuron bergerak dari kiri ke kanan, karena cara peta visual otak dibalik jika dibandingkan dengan bidang penglihatan.
Ini bukan pertama kalinya GCaMP dimasukkan ke dalam zebrafish untuk keperluan pencitraan, tetapi ini adalah pertama kalinya gambar ditangkap sebagai video waktu nyata, bukan gambar statis setelah fakta. Para peneliti menyelesaikan ini dengan mengembangkan versi GCaMP yang lebih baik yang lebih sensitif terhadap perubahan konsentrasi ion kalsium dan mengeluarkan tingkat floresensi yang lebih besar.
Prestasi ini jelas merupakan keajaiban tersendiri, tetapi para ilmuwan yang terlibat melihatnya mengarah ke berbagai aplikasi praktis. Jika, misalnya, para ilmuwan memiliki kemampuan untuk dengan cepat memetakan bagian-bagian otak yang dipengaruhi oleh bahan kimia yang sedang dipertimbangkan sebagai obat, obat-obatan psikiatrik baru dan efektif dapat lebih mudah dikembangkan.
Mereka juga membayangkan itu membuka pintu ke berbagai yang bahkan lebih menakjubkan — dan mungkin agak menyusahkan (siapa, yang benar-benar ingin pikiran mereka membaca?) - aplikasi pendeteksi pikiran. "Di masa depan, kita dapat menafsirkan perilaku hewan, termasuk belajar dan ingatan, ketakutan, kegembiraan, atau kemarahan, berdasarkan aktivitas kombinasi neuron tertentu, " kata Koichi Kawakami, salah satu penulis bersama makalah itu.
Ini jelas beberapa waktu yang lalu, tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa konsep membaca pikiran hewan dengan menganalisis aktivitas mentalnya mungkin bergerak melampaui fiksi ilmiah untuk memasuki bidang aplikasi sains dunia nyata.
