სტენფორდის უნივერსიტეტის მედიცინის სკოლაში ჩატარდა ექსპერიმენტი, რომლის ფარგლებშიც მეცნიერებმა სპეციფიკური ლაზერის საშუალებით თაგვების ტვინში ნეირონების გააქტიურება შეძლეს, რაც, თავის მხრივ, თაგვებში ჰალუცინაციებს იწვევდა.

კვლევა რამდენიმე დღის წინ ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.

2000-იანი წლების დასაწყისში სტენფორდის ნეირომეცნიერმა და ფსიქიატრმა კარლ დეიზეროთმა კოლეგებთან ერთად შეძლო თაგვის ტვინში არსებული ნეირონების გარდაქმნა, რის შემდეგაც ამ მოდიფიცირებული ნეირონების გააქტიურება მათზე სინათლის დანათების საშუალებით შეიძლებოდა — მეთოდი, რომელიც ოპტოგენეტიკის სახელით არის ცნობილი.

ეს მნიშვნელოვანი მიღწევა იყო, თუმცა დეიზეროთს სურდა, რომ სინათლით არა ტვინის რომელიმე ზოგადი რეგიონი, არამედ ინდივიდუალური ნეირონები გაეაქტიურებინა. ამისთვის მან კოლეგებთან ერთად შექმნა ლაზერი, რომელსაც სწორედ ამის გაკეთება შეეძლო. მეცნიერმა გადაწყვიტა, რომ ამ ახალი ტექნოლოგიის შესამოწმებლად ტვინის ვიზუალური კორტექსი და აღქმა გამოეყენებინა. თვალებში სინათლის მოხვედრისას ბადურაზე არსებული ნერვული დაბოლოებების აგზნება ხდება, საბოლოოდ კი ელექტრული იმპულსები ტვინის უკანა ნაწილში, მხედველობის წილში იგზავნება. სწორედ აქ ხდება მიღებული სიგნალების დამუშავება და წარმოიქმნება გარემოს ვიზუალური აღქმა.

მეცნიერებმა თაგვების ტვინის მხედველობის წილში არსებულ ნეირონებში ორი ახალი გენი შეიყვანეს. ერთ-ერთი გენი ნეირონებს წითელი სინათლის მიმართ მგრძნობიარეს ხდიდა. მეორე გენის წყალობით კი ნეირონები გააქტიურებისას მწვანე სინათლეს ასხივებდნენ, რაც ნერვულ აქტივობაზე დაკვირვებას აადვილებდა.

მოდიფიცირებულ თაგვებს ეკრანზე სურათებს აჩვენებდნენ. ზოგ მათგანში ვერტიკალური ზოლები ჩანდა, ზოგში კი ჰორიზონტალური. ზოგჯერ ზოლები გამოკვეთილი და მკაფიო იყო, ზოგჯერ კი პირიქით. მეცნიერებმა თაგვებს ასწავლეს, რომ ვერტიკალური ზოლების დანახვისას მათ წინ არსებული მილი აელოკათ. ამ დავალების სწორად შესრულებისას კი ისინი ჯილდოდ წყლის წვეთს იღებდნენ.

სურათების დანახვისას თაგვების ტვინში ათასობით ნეირონი მწვანედ ინთებოდა. ვერტიკალური ზოლების დანახვისას ნეირონების ერთი, ჰორიზონტალური ზოლებისას კი მეორე პოპულაცია აქტიურდებოდა. მეცნიერებმა თითოეული ჯგუფიდან რამდენიმე ათეული ნეირონი ამოარჩიეს, შემდეგ კი თაგვებს კვლავ ზოლებიანი სურათები ანახეს. ამ შემთხვევაში სურათების წარდგენის პარალელურად ისინი თაგვების ტვინში შესაბამის ნეირონებს ლაზერით წითელ სინათლეს ანათებდნენ — ააქტიურებდნენ. ჰორიზონტალური და ვერტიკალური ზოლების დანახვისას ლაზერის სწორ, შესაბამის ნეირონებზე დანათებით თაგვები დაკისრებულ დავალებას უკეთ ასრულებდნენ — ჰორიზონტალურ და ვერტიკალურ ზოლებს უკეთ არჩევდნენ.

ამის შემდეგ ექსპერიმენტში ეკრანები გამორთეს და თაგვები სიბნელეში დატოვეს. ამჯერად მეცნიერებმა მათ მიერ შექმნილი მოწყობილობით თაგვების ტვინში სინათლის შესაბამისი ნეირონები გაააქტიურეს, თუმცა თაგვებს ეკრანებზე არაფერს აჩვენებდნენ — ისინი სიბნელეში იმყოფებოდნენ. საინტერესო ისაა, რომ როდესაც მეცნიერები ტვინში იმ ნეირონებს ააქტიურებდნენ, რომლებიც, ჩვეულებრივ, ვერტიკალური ზოლების დანახვისას აქტიურდებოდა, თაგვები მილს ლოკავდნენ — თითქოს ისინი ზოლებს მართლაც ხედავდნენ.

ქოლდ სპრინგ ჰარბორის ლაბორატორიის ნეირომეცნიერი ენი ჩერჩლანდი, რომელიც კვლევაში ჩართული არ იყო, აცხადებს, რომ ამ ექსპერიმენტით იმის დადგენა, თუ შინაგანად რას აღიქვამდა ამ დროს თაგვი, ვერ მოხერხდება.

"რა თქმა უნდა, თაგვი ვერ დაგველაპარაკება და ვერ გვეტყვის, რომ მან ამ დროს ჰორიზონტალური ზოლები დაინახა", — ამბობს ის.

პროფესორი ჩერჩლანდი აცხადებს, რომ თაგვის ამ კონკრეტული ქევის ასახსნელად დამატებითი კვლევებია საჭირო.

ექსპერიმენტის კიდევ ერთი საინტერესო შედეგი ისაა, რომ მეცნიერებმა ნელ-ნელა მათ მიერ გამოყენებული სინათლის სხივი უფრო და უფრო დააპატარავეს, ანუ ისინი უფრო და უფრო ცოტა ნეირონს ააქტიურებდნენ. თუმცა თაგვები მილების ალოკვას აგრძელებდნენ. საბოლოოდ კი მკვლევარებმა თაგვებში ამ ქცევის გამოწვევა სულ რაღაც ორი ნეირონის გააქტიურებითაც შეძლეს. ამ დროს ერთგვარი ჯაჭვური რეაქცია წარმოიშვებოდა და ორი ნეირონის გააქტიურებას ათასობით სხვა ნეირონი პასუხობდა.

შეიძლება ტვინში არსებული ნეირონების მოდიფიცირება ისე, რომ ისინი ძალიან სუსტ სტიმულაციაზეც გაღიზიანდნენ. აღსანიშნავია, რომ რამდენიმე ნეირონის ასაგზნებად ძვირადღირებული ოპტოგენეტიკური ხელსაწყოები საჭირო სულაც არ არის. უფრო მეტიც, ზოგჯერ ნეირონები ყოველგვარი სტიმულაციის გარეშე, შემთხვევითობითაც აქტიურდებიან ხოლმე. ეს კი კითხვას აჩენს: თუ ჰალუცინაციების წარმოსაქმნელად ორი ნეირონის გააქტიურებაც კი საქმარისია, რატომ არ გვაქვს მუდმივი ჰალუცინაციები?

პროფესორ დეიზეროთის თქმით, ამის თავიდან ასარიდებლად, სავარაუდოდ, ჩვენს ტვინში დამატებითი მექანიზმებია ჩაშენებული. როდესაც ნეირონი შემთხვევით აქტიურდება, მას, შესაძლოა, სხვა ნეირონები თრგუნავდნენ.

დეიზეროთი იმედოვნებს, რომ ის სინათლის გამოყენებით თაგვების ტვინში სხვა, უფრო კომპლექსური ჰალუცინაციების წარმოქმნასაც შეძლებს. ერთ-ერთი ასეთი, შესაძლოა, კატის სახე, რაიმე სუნი, ან ხმაური იყოს.