Мыслительные процессы рыб сняты на видео

Впервые ученым удалось запечатлеть активность мозга рыбы, выслеживающей свою добычу. Наблюдение за сигналами нейронов в реальном времени дает возможность получить ценную информацию о том, как мозг воспринимает внешний мир. Исследователи разработали способ отслеживания этих сигналов в мозге личинки рыбы данио, используя чувствительный флуоресцентный маркер.

«Это настоящий прорыв, - отмечают независимые специалисты. - Еще никому не удавалось наблюдать нейронную активность при помощи флуоресцентной микроскопии у свободно плавающих личинок рыб, да еще и с таким хорошим разрешением».

Взгляд сквозь голову

Данио широко используются для изучения генетики и эволюции позвоночных. Их личинки идеальны для нейровизуализации, так как у них прозрачные головы, и ученые могут буквально заглянуть в их мозг.

Чтобы увидеть, что в действительности происходит в крошечных головах этих рыб, исследователи методами генной инженерии создали специальный белок под названием GCaMP7a. Под флуоресцентным микроскопом он начинает светиться, когда нейроны, т.е. мозговые клетки, возбуждаются. Были выведены генетически модифицированные данио, обеспечивавшие экспрессию этого белка в участках мозга, которые отвечают за движения глаз рыбы во время наблюдения за чем-либо в поле зрения.

В одном эксперименте ученые визуализировали мозг генетически модифицированной личинки рыбы в тот момент, когда она наблюдала за мерцающей или движущейся точкой на экране. Под микроскопом было видно, что сквозь мозг создания проходили сигналы, отображающие движения точки. (На этом видео можно посмотреть, как происходят мыслительные процессы у рыб в реальном времени.)

Далее, в поле зрения обездвиженной личинки данио расположили инфузорию-туфельку, которыми питаются эти рыбы. И снова в мозге данио были зафиксированы нейронные сигналы, отслеживающие движения инфузории. А вот когда последняя оставалась без движения, сигналы не наблюдались.

На последнем этапе инфузорию расположили в резервуаре с личинкой данио, которой дали возможность свободно плавать, охотясь за добычей. Исследователи зафиксировали активность мозга рыбы, когда она сосредотачивалась исключительно на инфузории и направлялась к ней.

Поведение мозга

Полученные данные помогут ученым узнать больше о мозговых нейронных цепях, связанных с хищническим поведением. Кроме того, систему можно использовать для визуализации других участков мозга, что позволит исследователям наблюдать за нейронами, отвечающими за поведение и двигательную активность.

Ранее ученым удавалось получать изображения активности одной клетки мозга данио, но сейчас они впервые визуализировали мозг свободно плавающей рыбы, преследующей природный объект. Это стало возможным благодаря значительному развитию соответствующих технологий. Кроме того, специалисты уверены, что чем ближе удастся приблизиться к изучению нейронной активности свободно двигающегося животного, тем больше шансов познать саму суть природного поведения.

Источник: MNN

• < Человек и кукуруза: у нас больше общего!
• Биологическая загадка: как совам удается так крутить головой? >

Комментарии: