Cercetătorii au descoperit că şobolanii au o imaginaţie asemănătoare cu cea a oamenilor. Experimentele lor au demonstrat că şobolanii îşi pot folosi mintea pentru a îndeplini sarcini într-un mediu de realitate virtuală.
O echipă din Virginia a dezvoltat un sistem inovator care combină realitatea virtuală cu o interfaţă creier-maşină (ICM), permiţându-le să exploreze abilităţile cognitive ale rozătoarelor de laborator.
Descoperirile lor, publicat joi, în revista Science. arată că şobolanii, la fel ca oamenii, se pot gândi la locuri şi obiecte care nu sunt imediat prezente, folosindu-şi, în esenţă, imaginaţia pentru a-şi închipui ceea ce vor să vadă.
Studiul a descoperit, de asemenea, că şobolanii îşi pot folosi mintea pentru a muta obiecte în lumea VR, amintind de isprăvile pe care le pot face Jedis în Războiul Stelelor.
Această cercetare oferă dovezi că nu doar şobolanii, ci posibil şi alte animale, au capacităţi imaginative similare cu cele ale oamenilor.
Cercetătorii de la Institutul medical Howard Hughes au descoperit că activitatea cerebrală a rozătoarelor, asemănătoare cu cea a oamenilor, este activată atunci când acestea experimentează locuri şi evenimente noi.
Această activitate neuronală este centrată în hipocamp, o zonă a creierului responsabilă de memoria spaţială.
Studiul indică faptul că şobolanii pot genera în mod voluntar modele de activitate în hipocamp pentru a-şi aminti locaţii îndepărtate.
Această capacitate de a imagina locaţii îndepărtate de poziţia noastră actuală este crucială pentru a ne aminti evenimente trecute şi pentru a imagina scenarii viitoare.
Autorii studiului afirmă că această descoperire demonstrează că animalele posedă imaginaţie.
Cercetarea a început în urmă cu aproape un deceniu, când dr. Chongxi Lai a început colaborarea cu dr. Albert Lee pentru a explora posibilitatea ca animalele să fie capabile să gândească.
Împreună, au dezvoltat un sistem „detector de gânduri" pentru a măsura activitatea neuronală şi a interpreta gândurile animalelor.
Acest sistem utilizează o interfaţă creier-maşină (ICM), creând o legătură directă între activitatea cerebrală şi un dispozitiv extern.
ICM conectează activitatea electrică din hipocampul şobolanului cu poziţia acestuia într-o arenă de realitate virtuală de 360 de grade. Hipocampul este cunoscut pentru stocarea hărţilor mentale şi este implicat în reamintirea memoriei şi în planificarea scenariilor viitoare.
Reamintirea memoriei implică generarea unor modele specifice de activitate în hipocamp legate de locuri şi evenimente.
Cu toate acestea, până la acest studiu nu se ştia dacă animalele pot controla în mod voluntar această activitate.
IMC dezvoltată de cercetători le-a permis acestora să evalueze dacă un şobolan ar putea activa hipocampul pentru a se gândi la o locaţie din arenă fără a fi fizic acolo, testând efectiv capacitatea animalului de a-şi imagina că merge în acea locaţie.
Cercetătorii au creat, de asemenea, un „dicţionar de gânduri" pentru a decoda semnalele creierului şobolanului, corelând modelele de activitate cu experienţele din arena VR.
Şobolanul, prins în sistemul VR, a mers pe o bandă de alergare sferică, iar mişcările sale au fost transpuse pe ecranul de 360 de grade.
Navigarea reuşită către un obiectiv a fost recompensată.
[ot-video][/ot-video]
În acelaşi timp, sistemul ICM a înregistrat activitatea în hipocampul şobolanului, permiţând cercetătorilor să monitorizeze ce neuroni au fost activaţi în timp ce şobolanul a navigat în arenă.
Aceste semnale au format baza pentru o interfaţă computer-hipocamp în timp real, traducând activitatea cerebrală în acţiuni pe un ecran.
[ot-video][/ot-video]
Echipa de cercetare a deconectat apoi banda de alergare şi a recompensat şobolanul pentru reproducerea modelelor de activitate hipocampală asociate cu un obiectiv dintr-o locaţie în viaţa reală.
În această sarcină „Jumper", denumită după filmul din 2008, IMC a tradus activitatea cerebrală a animalului în mişcare pe ecranul realităţii virtuale.
Şobolanii şi-au folosit efectiv gândurile pentru a naviga spre recompense, gândindu-se mai întâi la locul unde trebuiau să meargă, un proces de gândire experimentat în mod obişnuit de oameni.
De exemplu, atunci când ni se cere să luăm cumpărături de la un magazin cunoscut, ne putem imagina locaţiile pe lângă care vom trece pe drum înainte de a ieşi din casă.
[ot-video][/ot-video]
„Şobolanul poate într-adevăr să activeze reprezentarea unor locuri din mediul înconjurător fără a merge acolo. Chiar dacă corpul său fizic este fix, gândurile sale spaţiale pot merge într-un loc foarte îndepărtat", spune primul autor al studiului, dr. Lai, într-un comunicat al universităţii.
Într-o altă sarcină, numită sarcina „Jedi", o aluzie la filmele Star Wars, şobolanul a mutat un obiect într-o locaţie doar cu ajutorul gândurilor.
Şobolanul a fost fixat într-un loc virtual, dar a „mutat" un obiect către un obiectiv în spaţiul VR prin controlul activităţii sale din hipocamp.
Cercetătorii au schimbat apoi locaţia obiectivului, cerând animalului să producă modele de activitate asociate cu noua locaţie.
[ot-video][/ot-video]
Echipa a descoperit că şobolanii îşi puteau controla cu precizie şi flexibilitate activitatea din hipocamp, similar cu oamenii.
De asemenea, animalele au susţinut această activitate, menţinându-şi gândurile într-o anumită locaţie timp de mai multe secunde, similar cu intervalul de timp în care oamenii retrăiesc evenimente trecute sau îşi imaginează noi scenarii.
„A-şi imagina este unul dintre lucrurile remarcabile pe care oamenii le pot face. Acum am descoperit că şi animalele pot face acest lucru şi am găsit o modalitate de a-l studia", adaugă dr. Lee, cercetător HHMI la Centrul medical Beth Israel Deaconess.
Cercetarea nu numai că demonstrează că ICM poate sonda activitatea hipocampului, dar deschide şi posibilitatea de a proiecta noi dispozitive prostetice bazate pe principii similare.
