Hvordan reagerer hjernen på bevægelse?

Det har et hold amerikanske neurologer fra Janelia Farm Research Campus i Virginia sat sig for at finde ud af.

For at forstå, hvad der sker i hjernen, når dyr bevæger sig, har forskerne udviklet en teknik, som kan oplyse de 80 procent af en zebrafisks neuroner, også kaldet nerveceller, der aktiveres, når fisken bevæger sig.

Med teknikken lyser fiskens aktive neuroner op ved bevægelse. I en video hos Videnskab.dk kan du se, hvordan zebrafiskens 80.000 neuroner blev oplyst i forskernes forsøg.

Studiet er blevet publiceret i Nature Methods, hvori forskerne forklarer, hvordan de har kombineret genteknologi og optiske instrumenter til at udvikle teknikken.

Forskerne anvendte genmanipulerede zebrafisk, der havde en kemisk indikator i hver neuron i hjernen. I en tiendedel af et sekund, efter at neuronet blev aktiveret, blev den kemiske indikator i fiskens hjerne fluorescerende. Ved at oplyse fisken med laserstråler, kunne forskerne se de aktiverede neuroner.

Læs også hos Videnskab.dk: Banebrydende dansk forskning knuser etableret viden om immunsystemet

I begyndelsen var fisken afslappet. Den yderste del af fiskens hjerne lyser stærkt. Lyset repræsenterer dét, som fisken nu engang tænker på, når den blot slapper af.

Efterfølgende begynder store dele af fiskens hjerne at lyse op. I denne del af forsøget skabte forskerne en illusion om, at fisken blev trukket bagud. For at følge med strømmen, begyndte fisken intuitivt at svømme fremad. Her blev flere neuroner oplyst.

Forsøget illustrerer det fænomen som kaldes 'retningsbestemt selektivitet'. Fænomenet eksisterer hos aber, frøer, fisk og såvel hos mennesker.

Læs også hos Videnskab.dk: Har dansk forsker fundet dyr, der burde være uddøde for 600 mio. år siden?

For hver retning, man kan tage, findes der specielle neuroner i hjernen, som aktiveres, alt efter hvilken retning et individ vil bevæge sig i.

Det betyder, at når mennesker vil bevæge sig fra venstre mod højre, vil særlige neuroner aktiveres og videregive informationen til resten af hjernen om, hvilken retning personen drejer sig.

»Der må være nogle fundamentale principper om, hvor mange neuroner der påvirker vores adfærd ved bevægelse. Med denne teknik kan vi måske begynde at forstå disse grundprincipper,« siger neurolog Jeremy Freeman, der har deltaget i projektet.

Læs også hos Videnskab.dk: Han dræbte verdens ældste dyr