Du följer nu ämnet: STOCKHOLMS STAD (sparas i Mitt DN)
Sverige

Blått laserljus förvandlar musen till ett rovdjur

En metod som styr nervceller med ljus har revolutionerat forskningen om hjärnan. Möss började jaga som rovdjur och försökte bita ihjäl leksaksinsekter, kapsyler och träpinnar när rätt hjärnceller aktiverades.

En liten mus springer efter en mekanisk insekt och försöker fånga den med framtassarna. När den väl får tag i leksaken biter den i den om och om igen, hårt och aggressivt, som om den försökte döda den.

– Normalt skulle mössen bara undvika sådana här rörliga leksaker, säger Ivan de Araujo, forskare i psykiatri vid Yaleuniversitetet i USA.

Han och hans medarbetare har lyckats slå på rovdjursbeteendet i mössen, och även fått dem att attackera kapsyler, träpinnar och andra orörliga saker.

– Ibland åt de till och med upp föremålen. Ingenting av detta skulle inträffa under normala förhållanden, säger Ivan de Araujo.

Foto: Ivan de Araujo

En mus i experimentet jagar en syrsa. Foto: Ivan de Araujo

Metoden forskarna använder för att sätta i gång jaktbeteendet kallas optogenetik, och har på bara ett decennium helt revolutionerat forskningen om hjärnan.

– Tekniken tillåter oss att studera hjärnans funktion på helt nya sätt. Vi kan finjustera våra experiment och ställa frågor som det tidigare var omöjligt att få svar på, säger Mérab Kokaia, professor i neurofysiologi och föreståndare för epilepsicentrum vid Lunds universitet.

Läs också: I genomskinliga råttor kan forskarna se allt

Med hjälp av ljuskänsliga proteiner från alger och bakterier kan forskarna slå av och på aktiviteten i utvalda hjärnceller med laserljus, och undersöka hur de styr olika beteenden. I en berömd film från ett av de första optogenetikexperimenten sitter en mus stilla i en bur och ser sig omkring. När forskarna slår på ljuset börjar den genast springa runt, runt i cirklar. Då ljuset stängs av igen stannar musen lika hastigt, och fortsätter att bete sig som tidigare, som om ingenting hade hänt.

Tekniken utvecklades av psykiatrikern och neurologen Karl Deisseroth vid Stanforduniversitetet i USA, som också hittade på namnet optogenetik. År 2005 presenterade han sina första resultat, och sedan dess har tekniken använts av hundratals forskargrupper runt om i världen för att undersöka olika beteenden, fobier, hur minnen skapas och kan ändras, hur hjärnan förändras vid olika sjukdomar, och liknande. Mérab Kokaia har själv länge samarbetat med Karl Deisseroth, och använder optogenetik för att studera epilepsi.

– Vi ser hur olika områden i hjärnan är inblandade när kramperna sätter i gång, och har också hittat nya sätt att hämma anfallen, säger han.

De senaste åren har Karl Deisseroth ofta nämnts i spekulationerna om vem som ska få Nobelpriset i fysiologi eller medicin.

– Om jag skulle bestämma så är han absolut värd Nobelpriset. Han har ju redan kammat hem alla möjliga vetenskapliga priser, säger Mérab Kokaia.

Än så länge har optogenetik bara använts i försöksdjur.

– I framtiden kan metoden användas i nya behandlingar mot till exempel epilepsi och Parkinsons sjukdom som kan bli skräddarsydda för patienten. Men först måste vi veta mera om potentiella biverkningar vid långsiktig exponering av de främmande ljuskänsliga proteinerna i hjärnan, säger Mérab Kokaia.

Målet för Ivan de Araujos forskargrupp var att förstå hur däggdjurshjärnan styr hela det komplexa beteendet som rovdjuren uppvisar när de jagar ett byte.

– Jaktbeteendet har varit avgörande för djurens överlevnad, och därför spelat en viktig roll för hur hjärnan utvecklats och utformats under evolutionen, säger Ivan de Araujo.

Forskarna använde bland annat optogenetik för att aktivera olika nervceller i amygdala, en del av hjärnan som styr känsloreaktioner som rädsla och aggressivitet. En grupp celler, som styr områden i hjärnan som har att göra med rörelse, avgjorde med vilken hastighet musen jagade ett rörligt föremål. En annan grupp, som kontrollerar musklerna i ansiktet och käken, verkade styra själva anfallet och bitandet.

– Det är två olika aspekter av jakten: att förfölja bytet och sedan fånga in det och döda det, säger Ivan de Araujo.

Resultaten publicerades i veckan i tidskriften Cell.

Niclas Kolm, professor i etologi vid Stockholms universitet, är imponerad av arbetet.

– Det är en snygg studie och en otroligt fin kartläggning med hög upplösning av hur amygdala styr rovdjursbeteendet, säger han.

Han studerar själv hjärnans evolution hos ryggradsdjuren, och tror att de nya resultaten kommer att inspirera till fler undersökningar.

– Det skulle vara väldigt spännande att jämföra djur som äter olika sorts föda, till exempel fiskar som äter alger och fiskar som jagar byten, säger han.

Ivan de Araujo ska nu bland annat ta reda på vad som avgör om ett djur väljer att jaga eller att fly i en viss situation.

Han tycker inte att det finns någon anledning att bli orolig över att de har förvandlat möss till rovdjur.

– Det här är naturliga beteenden hos de flesta djur, även hos gnagare. Vi har bara förstärkt dem lite. De första däggdjuren på jorden var insektsätare, så att kunna jaga insekter är ett uråldrigt kännetecken för oss. Hjärnstrukturen finns hos alla ryggradsdjur med käkar, säger Ivan de Araujo.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.