Laser Membuat Tikus Berhalusinasi

Mengarahkan sinar laser ke otak tikus dapat membuat mereka “melihat” garis-garis yang tidak ada di sana. Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan menciptakan persepsi visual spesifik dengan tipu daya lab.

Percobaan menggunakan optogenetika. Teknik ini menggunakan sinar laser untuk mengaktifkan sel-sel saraf di otak yang disebut neuron. Para ilmuwan men-tweak neuron untuk memiliki protein peka cahaya. Protein ini meminta sel untuk mengirim sinyal sebagai respons terhadap cahaya.

Optogenetika memulai debutnya sekitar 15 tahun yang lalu. Semua orang berharap itu akan memberi para ilmuwan kontrol yang tepat atas persepsi dan perilaku yang mengikuti, kata ilmuwan saraf Karl Deisseroth. Ia membantu merintis teknik itu. Kemampuan itu dapat membantu mengungkap pertanyaan besar, seperti bagaimana kelompok sel otak tertentu menciptakan pengalaman.

“Sangat menyenangkan untuk sampai ke titik ini,” kata Deisseroth, seorang penyelidik Howard Hughes Medical Institute di Stanford University di California.

Tim Deisseroth mengidentifikasi sekelompok sekitar 20 neuron yang aktif ketika tikus melihat garis horizontal atau vertikal pada layar. Setiap tikus telah dilatih untuk menjilat air dari semburan ketika melihat garis-garis tempat ia dilatih.

Para peneliti kemudian berangkat untuk membuat tikus berhalusinasi garis menggunakan sinar laser. Ketika otak berhalusinasi, ia melihat sesuatu yang tidak benar-benar ada.

Tikus pertama kali ditampilkan garis nyata yang sangat samar. Lama-kelamaan, garis-garis itu menjadi sangat samar sehingga tikus tidak bisa melihatnya. Mereka gagal menjilat semburan air. Memukul kelompok neuron dengan sinar laser, bagaimanapun, meningkatkan kinerja tikus. Mereka lebih sering menjilat semburan air.

Kemudian para peneliti menguji tikus dalam kegelapan total. Hewan pengerat itu tidak bisa melihat garis apa pun. Cahaya laser yang bersinar pada kelompok yang sama dari 20 atau lebih neuron menyebabkan tikus untuk “melihat” garis dan menjilat spouts mereka.

Neuron yang terstimulasi cahaya juga mendorong neuron lain untuk melepaskan sinyal. Ini menunjukkan bahwa sel-sel penglihatan lain bertindak seolah-olah tikus telah melihat pemandangan nyata. Tim melaporkan temuan online pada 18 Juli di Science.

Neuroscientist Conor Liston menyebut pekerjaan itu secara teknis luar biasa. “Saya pikir setiap ilmuwan saraf di bidang ini akan melihat ini dengan penuh minat,” kata Liston, yang bekerja di Weill Cornell Medicine di New York City.

Beberapa kemajuan kunci mengarah pada keberhasilan percobaan, kata Deisseroth. Diantaranya: Laser yang dikendalikan oleh kristal cair, dan ditemukannya protein yang disebut ChRmine. Protein ini merespons cahaya – bahkan cahaya redup. Itu sifat yang membantu karena terlalu banyak cahaya dapat merusak otak.

Pendekatan serupa dapat membuat para ilmuwan menciptakan rasa, sentuhan, dan aroma, kata Deisseroth. Dan metode baru ini memungkinkan peneliti mengontrol kelompok neuron yang terlibat dalam tugas otak yang lebih kompleks. “Anda dapat dengan mudah membayangkan menggunakan alat serupa untuk mempelajari memori,” kata Liston.