ゼブラフィッシュを見たことがないかもしれません。 しかし、上記の短いビデオでゼブラフィッシュを見ると、以前は科学では知られていない何か、生物の脳内を移動する思考の視覚的表現を見ることができます。
日本の国立遺伝学研究所の科学者グループは、 Current Biologyに本日発表された論文で、驚くべき成果を発表しました。 ゼブラフィッシュの幼虫に遺伝子を挿入することで（体全体が透明であるために研究でよく使用されます）、蛍光を検出するプローブを使用して、泳ぐゾウリムシに対する魚の精神反応をリアルタイムでキャプチャできました。
この技術の鍵は、蛍光を増加させることによりカルシウムイオンの存在に反応するGCaMPとして知られる特別な遺伝子です。 脳内のニューロン活動はカルシウムイオンの濃度の急速な増加を伴うため、遺伝子の挿入により、ゼブラフィッシュの脳内の特定の領域が活性化され、明るく輝きます。 蛍光に敏感なプローブを使用することにより、科学者は特定の瞬間に活性化された魚の脳の位置を監視し、脳の周りを「泳ぐ」魚の思考を捉えることができました。
ゼブラフィッシュの胚と幼虫は、主に半透明であるため、研究でよく使用されます。 ウィキメディアコモンズ/アダムアムステルダム経由の画像
上記のビデオで捉えられた特定の考えは、ゾウリムシ（魚が食物源と考える単細胞生物）が魚の環境に放出された後に起こりました。 科学者は、思考が移動するゾウリムシに対する魚の直接的な反応であることを知っています。なぜなら、実験の最初の部分として、彼らは魚の脳内で動きと方向に反応する特定のニューロンを特定したからです。
彼らは、魚が視覚的に画面上を移動するドットを追跡し、どのニューロンが活性化されたかを追跡することにより、このタスクに関与する個々のニューロンをマッピングしました。 後に、彼らが泳ぐゾウリムシを見るのと同じことを魚に行ったとき、脳の同じ領域が光り、そしてゾウリムシの方向の動きの結果として精神地図によって予測されたのと同じ方法で活動がこれらの領域を横切って移動しました。 たとえば、ゾウリムシが右から左に移動すると、脳の視覚マップが視野と比較して反転するため、ニューロンの活動は左から右に移動しました。
GCaMPがイメージング目的でゼブラフィッシュに挿入されたのはこれが初めてではありませんが、画像が事後の静止画像ではなくリアルタイムビデオとしてキャプチャされたのは初めてです。 研究者は、カルシウムイオン濃度の変化に対してより敏感で、より高いレベルの蛍光を発するGCaMPの改良バージョンを開発することでこれを達成しました。
達成は明らかにそれ自体驚くべきことですが、関係する科学者はそれが一連の実用的な応用につながると考えています。 たとえば、科学者が薬物として検討中の化学物質の影響を受ける脳の部分を迅速にマッピングする能力があれば、新しく効果的な精神医学の薬をより簡単に開発することができます。
彼らはまた、それがさらに驚くべきさまざまなものへの扉を開くことを想像します-そして、おそらく少し厄介な（結局、誰が本当に自分の心を読んで欲しいですか？）-思考検出アプリケーション。 「将来、特定のニューロンの組み合わせの活動に基づいて、学習と記憶、恐怖、喜び、怒りなどの動物の行動を解釈することができます」と論文の共著者の1人である川上浩一は述べた。
明らかにしばらく先のことですが、この研究は、動物の精神活動を分析することで動物の思考を読むという概念が、サイエンスフィクションを超えて現実世界の科学アプリケーションの領域に入る可能性があることを示しています。
