Hukommelseseksperter viser, at sovende rotter kan have visuelle drømme

Rotter er i stand til at have visuelle drømme, mens de sover, ifølge en undersøgelse, der viser, at det er muligt at studere dyrs mentale oplevelser direkte fra deres hjerner.

Hukommelsesforskere ved MIT fandt slående ligheder i mønstrene for hjerneaktivitet hos rotterne, mens de navigerede i en labyrint, og når de sov, hvilket tyder på, at de gengav oplevelsen af ​​at køre labyrinten i deres sind.

"Vi var utroligt spændte, da vi så det, fordi vi mener, at dette er et meget stærkt bevis på, at rotten faktisk har en visuel oplevelse under søvn," siger Matt Wilson, professor i hjerne- og kognitiv videnskab ved MIT og seniorforfatter. af papiret offentliggjort i Nature Neuroscience.

Resultaterne åbner muligheden for at studere mentale billeder og endda selve bevidstheden ved at måle hjerneaktivitet, sagde Wilson, fordi de mentale oplevelser, rotterne havde under søvnen, afspejlede netop deres faktiske oplevelser, da de var vågne.

"Fordi der ikke er nogen måde i øjeblikket at spørge et dyr, hvad de tænker på under søvn, bruger vi strategien med at se på hjerneaktivitet, når dyret er vågent og engageret i en opgave, der har en meget klar visuel komponent," forklarede han.

Wilsons team har brugt det sidste årti på at udvikle sofistikerede teknikker til billeddannelse af hjerneaktivitet hos rotter. De byggede for nylig en "rotteby" i deres laboratorium på MIT:seks store indelukker på størrelse med rotter, der kan huse op til 24 dyr ad gangen, hver med sine egne kameraer, kørehjul, højttalere og en labyrint. Ved at placere et billedvindue i rotternes kranier kan holdet bruge miniaturemikroskoper til at spore aktiviteten af ​​mere end 100.000 neuroner i dyrenes visuelle cortex, mens de er vågne og udforsker labyrinten.

Mens rotterne løb i labyrinten, affyrede neuronerne i den visuelle cortex i de samme mønstre, som ville være blevet forudsagt af det visuelle input, som dyrene oplevede, mens de løb gennem det velkendte miljø.

Forskerholdet så derefter på hjerneaktivitet hos sovende rotter. De var især interesserede i de aktivitetsmønstre, der kaldes spindler, som er kendetegnene for langsom bølgesøvn. Spindler er blevet forbundet med hukommelseskonsolidering, den proces, hvorved nye minder lagres i hjernen, men det er ikke klart, hvordan de opnår dette.

Holdet opdagede, at neuronerne i den visuelle cortex, der normalt reagerede på specifikke træk i miljøet - kanter eller kontrast, for eksempel - fyrede sammen med spindler under en specifik fase af langsom-bølgesøvn. Men endnu mere spændende, aktivitetsmønstrene i disse grupper af neuroner lignede de samme aktivitetsmønstre, som holdet havde set, da rotterne var vågne og løb gennem labyrinten. Disse resultater tyder på, at rotterne gengav deres oplevelser i labyrinten i deres sind.

"Jeg havde hele tiden en mistanke om, at spindler gjorde dette, men at se det, må jeg sige, var fuldstændig betagende," sagde Wilson.

Den visuelle cortex styrer ikke hukommelsen, men den er involveret i perceptuel læring og hukommelseskonsolidering. Wilson og hans kolleger mener, at den visuelle cortex er en del af et stort netværk af hjerneregioner, der er involveret i hukommelseskonsolidering under langsom bølgesøvn. Under denne type søvn, den mest almindelige søvnfase i ikke-REM-søvn, afspiller eller genaktiverer hjernen erindringer, efterhånden som de bliver konsolideret og lagret i hjernen. "Jeg synes, det er spændende at tænke på, at disse aktivitetsmønstre, der er involveret i vores mest levende mentale oplevelser, faktisk er der af funktionelle årsager," sagde Wilson. "Disse reaktiveringer ser ud til at være vigtige for hukommelse og kognitiv funktion."

Wilson tilføjede:"Jeg tror, ​​vi har fundet frem til en generel strategi, der kan anvendes på andre problemer, såsom hvordan gnavere tænker på beslutninger eller belønninger, eller i sidste ende endda bevidsthed."