VIDEO Sunt animalele capabile să gândească? Un experiment de realitate virtuală dezvăluie că șobolanii au imaginație la fel ca oamenii

noiembrie 03 13:07 2023

Articol scris de:

Beatrice Popa

Timp citire articol: 5 minut(e)

Cercetătorii au descoperit că șobolanii au o imaginație asemănătoare cu cea a oamenilor. Experimentele lor au demonstrat că șobolanii își 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 interfață creier-mașină (ICM), permițându-le să exploreze abilitățile cognitive ale rozătoarelor de laborator.

Descoperirile lor, publicat joi, în revista Science. arată că șobolanii, la fel ca oamenii, se pot gândi la locuri și obiecte care nu sunt imediat prezente, folosindu-și, în esență, imaginația pentru a-și închipui ceea ce vor să vadă.

Studiul a descoperit, de asemenea, că șobolanii își 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 șobolanii, ci posibil și alte animale, au capacități 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 și evenimente noi.

Această activitate neuronală este centrată în hipocamp, o zonă a creierului responsabilă de memoria spațială.

Studiul indică faptul că șobolanii pot genera în mod voluntar modele de activitate în hipocamp pentru a-și aminti locații îndepărtate.

Această capacitate de a imagina locații îndepărtate de poziția noastră actuală este crucială pentru a ne aminti evenimente trecute și pentru a imagina scenarii viitoare.

Autorii studiului afirmă că această descoperire demonstrează că animalele posedă imaginație.

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 și a interpreta gândurile animalelor.

Acest sistem utilizează o interfață creier-mașină (ICM), creând o legătură directă între activitatea cerebrală și un dispozitiv extern.

ICM conectează activitatea electrică din hipocampul șobolanului cu poziția acestuia într-o arenă de realitate virtuală de 360 de grade. Hipocampul este cunoscut pentru stocarea hărților mentale și este implicat în reamintirea memoriei și în planificarea scenariilor viitoare.

Reamintirea memoriei implică generarea unor modele specifice de activitate în hipocamp legate de locuri și evenimente.

Cu toate acestea, până la acest studiu nu se știa dacă animalele pot controla în mod voluntar această activitate.

IMC dezvoltată de cercetători le-a permis acestora să evalueze dacă un șobolan ar putea activa hipocampul pentru a se gândi la o locație din arenă fără a fi fizic acolo, testând efectiv capacitatea animalului de a-și imagina că merge în acea locație.

Cercetătorii au creat, de asemenea, un „dicționar de gânduri” pentru a decoda semnalele creierului șobolanului, corelând modelele de activitate cu experiențele din arena VR.

Șobolanul, prins în sistemul VR, a mers pe o bandă de alergare sferică, iar mișcările sale au fost transpuse pe ecranul de 360 de grade.

Navigarea reușită către un obiectiv a fost recompensată.

În același timp, sistemul ICM a înregistrat activitatea în hipocampul șobolanului, permițând cercetătorilor să monitorizeze ce neuroni au fost activați în timp ce șobolanul a navigat în arenă.

Aceste semnale au format baza pentru o interfață computer-hipocamp în timp real, traducând activitatea cerebrală în acțiuni pe un ecran.

Echipa de cercetare a deconectat apoi banda de alergare și a recompensat șobolanul pentru reproducerea modelelor de activitate hipocampală asociate cu un obiectiv dintr-o locație în viața reală.

În această sarcină „Jumper”, denumită după filmul din 2008, IMC a tradus activitatea cerebrală a animalului în mișcare pe ecranul realității virtuale.

Șobolanii și-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 obișnuit de oameni.

De exemplu, atunci când ni se cere să luăm cumpărături de la un magazin cunoscut, ne putem imagina locațiile pe lângă care vom trece pe drum înainte de a ieși din casă.

„Șobolanul poate într-adevăr să activeze reprezentarea unor locuri din mediul înconjurător fără a merge acolo. Chiar dacă corpul său fizic este fix, gândurile sale spațiale pot merge într-un loc foarte îndepărtat”, spune primul autor al studiului, dr. Lai, într-un comunicat al universității.

Într-o altă sarcină, numită sarcina „Jedi”, o aluzie la filmele Star Wars, șobolanul a mutat un obiect într-o locație doar cu ajutorul gândurilor.

Șobolanul a fost fixat într-un loc virtual, dar a „mutat” un obiect către un obiectiv în spațiul VR prin controlul activității sale din hipocamp.

Cercetătorii au schimbat apoi locația obiectivului, cerând animalului să producă modele de activitate asociate cu noua locație.

Echipa a descoperit că șobolanii își puteau controla cu precizie și flexibilitate activitatea din hipocamp, similar cu oamenii.

De asemenea, animalele au susținut această activitate, menținându-și gândurile într-o anumită locație timp de mai multe secunde, similar cu intervalul de timp în care oamenii retrăiesc evenimente trecute sau își imaginează noi scenarii.

„A-și imagina este unul dintre lucrurile remarcabile pe care oamenii le pot face. Acum am descoperit că și animalele pot face acest lucru și 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 și posibilitatea de a proiecta noi dispozitive prostetice bazate pe principii similare.