Para ilmuwan memotong jendela ke otak tikus, lalu menyinari laser untuk memicu halusinasi.
Itu aneh - tetapi hasil penelitian, yang diterbitkan hari ini (18 Juli) dalam jurnal Science, bahkan lebih aneh. Hebatnya, para peneliti menemukan, sementara tikus memiliki jutaan neuron, atau sel otak, sinar laser hanya perlu menyentuh sekitar 20 di antaranya untuk mengelabui tikus agar mengenali pola di dinding yang tidak benar-benar ada.
Hasil ini mengilhami para peneliti untuk mengajukan pertanyaan yang jarang diucapkan: Mengapa tikus (dan manusia) tidak selalu tersandung?
"Otak tikus memiliki jutaan neuron; otak manusia memiliki banyak miliaran," kata penulis studi senior Karl Deisseroth, seorang ilmuwan saraf dan psikiater di Stanford University, dalam sebuah pernyataan. "Jika hanya 20 atau lebih yang dapat menciptakan persepsi, lalu mengapa kita tidak berhalusinasi sepanjang waktu, karena aktivitas acak palsu?"
Sensitivitas mental yang luar biasa ini menunjukkan bahwa otak mamalia mungkin adalah mesin yang lebih baik daripada yang diperkirakan sebelumnya, Deisseroth menambahkan, mampu merespons jumlah sel-sel otak yang sangat rendah tanpa terlalu terganggu oleh neuron yang gagal secara acak. Sementara percobaan ini hanya melihat pengenalan pola visual yang sederhana, ada kemungkinan bahwa sensasi mental yang lebih kompleks, seperti emosi atau ingatan, juga dikontrol oleh sejumlah kecil sel otak.
Tersandung laser
Bagaimana Anda membuat tikus berhalusinasi tanpa, katakan, menyelipkannya obat psikedelik? Untuk percobaan ini, para peneliti menggunakan teknik yang disebut optogenetika - pada dasarnya, penyisipan gen peka cahaya ke dalam otak hewan yang menyebabkan neuron tertentu terbakar ketika terkena gelombang cahaya tertentu.
Teknik ini telah digunakan dalam penelitian sebelumnya untuk mengubah tikus menjadi "zombie" gila-kelaparan dan untuk membantu tikus menghentikan kebiasaan kokain mereka. Di sini, ia digunakan untuk mempelajari bagaimana otak tikus merespons ketika diperlihatkan berbagai pola garis horizontal dan vertikal - dan untuk melihat apakah respons saraf itu dapat diciptakan kembali secara murni dengan membuat kelompok kecil neuron dengan cahaya yang ditargetkan.
Para peneliti menyelesaikan tugas ini dengan mengukir jendela literal ke dalam tengkorak tikus (lengkap dengan panel kaca transparan dan semuanya). Operasi ini memperlihatkan korteks visual - daerah otak yang bertanggung jawab untuk memproses informasi visual pada tikus dan manusia. Para ilmuwan juga memasukkan gen ke dalam tikus untuk menghasilkan dua protein berbeda, satu yang menyebabkan neuron menyala hijau setiap kali mereka diaktifkan dan yang lain menyebabkan neuron terbakar ketika terkena sinar laser inframerah tertentu.
Selanjutnya, para peneliti menunjukkan tikus pola garis paralel yang bergerak dan melatih mereka untuk menjilat semburan air ketika garis itu benar-benar vertikal atau horizontal sempurna. Berkat protein bercahaya hijau, para ilmuwan melihat dengan tepat neuron mana yang ditembakkan ketika tikus mengenali dan bereaksi terhadap orientasi garis yang berbeda. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk mengembangkan "hologram" 3D khusus dari sinar laser yang dapat ditembakkan tepat pada titik-titik yang tepat di otak tikus untuk menargetkan hanya neuron yang terlibat dalam mengenali garis horizontal atau vertikal.
Sekarang, untuk "halusinasi". Secara bertahap, para peneliti menunjukkan tikus-tikus yang semakin redup proyeksi garis horizontal dan vertikal, sementara itu memicu neuron yang sesuai di otak tikus dengan laser khusus mereka. Pada akhir percobaan, para peneliti berhenti menunjukkan garis tikus sama sekali - tetapi, ketika laser mengenai neuron yang bertanggung jawab untuk melihat garis horizontal atau vertikal, tikus masih bereaksi dengan menjilat cerat air yang sesuai.
Apakah ini halusinasi yang sebenarnya? Apakah tikus benar-benar "melihat" garis yang tidak terlihat? Mustahil untuk mengetahui dengan pasti, kata Deisseroth dalam sebuah artikel berita yang menyertai penelitian. Namun, penembakan sel otak tikus dan respon perilaku terhadap sinar laser tampak persis seperti yang mereka lakukan "selama persepsi alami," kata Deisseroth. Efeknya, sinar laser menyebabkan otak tikus merespons rangsangan visual spesifik yang tidak ada.
Hebatnya, para peneliti menulis, mereka mampu memicu respons saraf spesifik ini pada tikus mereka dengan menargetkan antara 10 dan 20 neuron - sebagian kecil dari persentase total jutaan tikus.
"Kami tidak tahu berapa banyak sel yang diperlukan untuk memicu pemikiran yang lebih rumit, pengalaman indrawi, atau emosi pada seseorang," kata Deisseroth, "tetapi nampaknya jumlah yang sangat kecil, mengingat apa yang kami lihat di si tikus."
