https://frosthead.com

Hvordan en gjennomsiktig fisk kan hjelpe med å avkode hjernen

I fjernsynsanmerkninger fra Østrommet i Det hvite hus 2. april 2013, avslørte president Obama et vitenskapelig oppdrag like stort som Apollo-programmet. Målet var ikke det ytre rom, men en grense som like fortryllende: menneskets hjerne. Obama utfordret nasjonens “mest fantasifulle og effektive forskere” til å kartlegge i sanntid flimringene av alle 100 milliarder nerveceller i hjernen til en levende person, en seilas dypt inn i det nevrale kosmos aldri forsøkt på så fin skala. Panoramautsikt over elektriske impulser som flirer over hjernen kan føre til store nye forståelser av hvordan vi tenker, husker og lærer, og hvor sykdommer fra autisme til Alzheimers rewire våre mentale kretsløp. "Vi har en sjanse til å forbedre livene til ikke bare millioner, " sa presidenten, "men milliarder av mennesker på denne planeten."

Fra denne historien

Preview thumbnail for video 'The Future of the Brain

Hjernenes fremtid

Kjøpe

Relatert innhold

  • Sjokkbølger kan skape farlige bobler i hjernen
  • Å knytte flere sinn kan hjelpe skadet hjerneheal

Neste måned, seks mil fra Det hvite hus, grep en Harvard-professor ved navn Florian Engert en mikrofon og, foran landets øverste nevrovitenskapsmenn, erklærte Obamas innsats i all hovedsak futil. "Vi har disse dataene nå, " sa Engert, som i et rom fullt av professorens blazere og cardigans hadde på seg en muskelskjorte som hadde rikelig utsikt over den svulmende bicepsen. "Vi oppdaget at de faktisk ikke er så nyttige." ("Jeg tror at hele hjerneavbildningen bare er en haug med okse ----, " er slik han sa det til meg senere.) Til de andre forskerne må han har hørtes ut som en forræder.

Engert, som er 48 år gammel, var i utgangspunktet den første personen på planeten som observerte en hjerne på veggen til veggen Obama så for seg. Han og kollegene hadde gjort det med et sci-fi-verdig eksperiment som registrerte hver eneste glipp av hjerneaktivitet i en gjennomsiktig sebrafisk fra babyen, et landemerke som ble publisert bare et år tidligere i det vitenskapelige tidsskriftet Marquee. For Engert å antyde at presidentens hjernesøk var køyeseng var litt som John Glenn som kom tilbake fra bane og ba JFK ikke bry seg med en månelanding.

"Han burde være en talsmann, " sier Miyoung Chun, molekylærgenetiker og utøvende ved Kavli Foundation, en ledende støtte for nevrovitenskapelig forskning. "Mange andre nevrovitere feirer det han var i stand til å oppnå, men selv avslutter han det."

Men Engert prøvde å gjøre et poeng: Opptak av helhjerner er etter hans syn ikke nødvendigvis den beste veien til nye funn om de tre kilo kjøttet mellom ørene våre. ”Du kan finne mønstre, sekvenser, klynger, korrelasjoner og blipsområder. Og hva da? ”Sa han til meg. Det er mye data uten mye forståelse.

Det hvite hus - og mange forskere - festet for mange forhåpninger, mente Engert, på en for smal idé om hvordan man kan forstå hjernen. Spørsmål om hans kritikk er spørsmål ikke bare om metoder, men om selve målene for nevrovitenskap. Hvor mye skal vi forvente å forstå i livene våre om fenomener som hukommelse, søvn og bevissthet? Hva skal feltets høyeste kall? Bør det være botemidler for sykdom, eller er andre undersøkelseslinjer like verdige?

Engert liker uenighet, spesielt når han er i sentrum. Det er et farlig spill for en akademiker, men vitenskapen hans redder ham. Den siste september tildelte Obama-administrasjonen ham en av de største hjernemisjonens største bevilgninger, og smurte ham til leder for selve innsatsen han ikke kan stoppe å spre.

**********

Tusenvis om ikke millioner av hjerneceller må snakke med hverandre for at en person skal utføre selv den mest grunnleggende oppgaven, som å løfte et glass vann. Cellene utveksler meldinger i form av elektriske pulser, som løper i millisekund hastigheter langs nettverk av fibre som spenner over alle regioner i hjernen. I nesten hvert øyeblikk, det vil si, hjernens Beijing er på telefon til Helsingfors, med La Paz og Kampala lappet inn på konferansen. Disse aktivitetskretsene antas å ligge til grunn for noen av hjernens største mysterier: hvordan vi lagrer og husker minner; hvordan vi føler følelser; hvordan nevroner koder for data fra sansene våre, og hvordan de trekker på disse dataene for å orkestrere atferd; hvordan disse kretsløpene endres hos personer med psykiatrisk og nevrologisk sykdom.

Inntil for ganske nylig kunne forskere registrere fra bare noen få hundre nevroner om gangen, selv i labdyr. De gjorde det ved å synke elektroder ned i hver av disse cellene. Men jo flere celler du prøver å spore på en gang, jo større er risikoen for å drepe dyret eller kortslutte elektronikken din. Sikker, funksjonelle MR-maskiner avbilder hele hjernen, men de sporer oksygennivået i blodet, ikke elektrisk aktivitet, og oppløsningen er altfor rå for å studere kretsløp på cellenivå. Det er grunnen til at Engerts naturpapir fra 2012 om babyen sebrafisk i øyenvippestørrelsen landet med en hval av en sprut. Teamet hans hadde funnet en måte å registrere et dyrs hele hjerne med feie av en fMRI og celle-for-cellepresisjon av elektroder.

Sebrafisk er ferskvannsunger innfødt til bekker som sprenger seg gjennom rismark langs Ganges, i India og Bangladesh. I Vesten er den blå og gullstripete fisken bedre kjent som din grunnleggende startakvariumsart. På 1970-tallet så forskere i disse iøynefallende skapningene produksjonene til det neste store labdyret. Sebrafisk avler raskt, koster lite og har gener som er enkle å manipulere. Og i løpet av de første dagene av deres liv er sebrafisk, hjerne til hale gjennomsiktig. For å lese hodet på sebrafisk fra babyen, skjønte forskere senere, alt du måtte gjøre var å se på.

Etter mange års prøving og feiling trakk Engert og hans laboratoriemedlemmer et vilt eksperiment. Engert kalt den "Fish in The Matrix", etter sci-fi-filmtrilogien om mennesker som tror de fører vanlige liv, men som faktisk er forseglet i pods. Hjernen deres ble kablet til en virtual reality-maskin. Eksperimentet siktet til et grunnleggende spørsmål: Hva skjer i hjernen til baby sebrafisk når de lærer?

Først var det ikke klart at noen kunne lære en baby sebrafisk noe. Engert og kollegene prøvde i årevis å utløse varige endringer i oppførsel ved å gi fisken milde sjokk eller belønne dem med alkohol eller kokain, uten god nytte. Men instinkt svømmer sebrafisk mot strømmen, en refleks som forhindrer dem i å bli vasket inn i en risvis eller, enda verre, ut på havet. Hva om forskere kunne få fiskene til å tenke at denne fastkablet refleksen ikke fungerte riktig? Skulle fisken lære å tilpasse seg?

Forskerne skaffet seg en linje med genetisk konstruert sebrafisk hvis nevroner blinker grønt når de fyrer; cellene produserer et lysstofffarge som lyser lysere i nærvær av kalsiumioner, som strømmer inn når cellen skyter. Fisken måtte være ubevegelig, så de grønne blinkene ikke ville bli uskarpe under et mikroskop, og fortsatt ha illusjonen om frihet.

Engert og to av postdokumentene hans, Misha Ahrens og Ruben Portugues, lammet fisken med et giftgiftoksin og suspenderte den i vann i en klar petriskål. For å etterligne den visuelle opplevelsen av å svømme i en bekk, satte de en projeksjonsskjerm under petriskålen og viste et sett med bevegelige stolper. Fra elektroder lappet til nerver i fiskens hale, forsto forskerne hva hjernen ba hale å gjøre, selv om selve halen ikke kunne bevege seg. En datamaskin bremset stengene når fisken flikket - eller trodde den flikket - halen, slik at den fikk en visuell indikasjon på at den med hell holdt sin plass i det bevegelige vannet.

Så kom hjernevaskingen. Da fisken "svømte", forsinket forskerne stengene for mye eller snudde kursen, med mål om å få dyret til å tro at halen var blitt supersterk. Eller så fikk de stengene til å sakte for lite, og la fisken til å tro at halen var unormalt svak. I begge tilfeller kompenserte fisken, enten reduserte han flikkene eller økte dem: uansett hva det måtte til for å bli satt i den virtuelle strømmen. Ikke bare sebrafisk etter at sebrafisk kalibrerte haleflekkene sine, de husket senere å gjøre det: De lærte. Da forskerne ga fisken en ti sekunders pause og deretter returnerte stanghastigheten til sin realistiske omgivelse, surret fisken først halene som om de fremdeles var for sterke eller for svake.

(Samuel Velasco / 5W Infographics) (Samuel Velasco / 5W Infographics) Sebrafiskhjernen under svømming (Florian Engert) Sebrafiskhjernen under visuell stimulering alene (Florian Engert) Zebrafisk har vært populær blant utviklingsbiologer siden 1970-tallet. Fisken legger 100 til 200 egg per uke, som vokser til larver en femtedel av størrelsen vist her. (Adam Parslow / Heath Laboratory, Walter og Eliza Hall Institute of Medical Research)

Videoer av fiskens 100 000 nevroner, filmet gjennom et høytdrevet mikroskop, viser felt med glitrende grønt, blinkende i områder assosiert med syn, bevegelse og læring. Spesielt bemerket var et sett med hjerneceller som ikke hadde noen tydelig tilknytning til syn eller bevegelse, og som blinket bare når fisken innså at halene var svakere eller sterkere enn forventet. Engetter teoretisert om at disse cellene spilte en rolle i "overraskelse" eller "feildeteksjon."

Lagets papir noterte en rekke gjennombrudd, men det var det tekniske vidunder av innspilling i hjernen som vakte mest oppmerksomhet. Aldri før hadde forskere avbildet aktivitet i alle nevronene til et levende dyr. "Teknologien var der for å gjøre dette eksperimentet, men ingen hadde det, " fortalte Joseph Fetcho, en Cornell-professor som gjorde mange av de fremtredende fremskrittene innen sebrafisk nevrovitenskap. “Bare Florian var nøtteaktig nok. Det er liksom hele hans "tilnærming eller gå hjem" tilnærming til livet. ”

**********

Da jeg dukket opp på Engerts laboratorium i andre etasje i Harvards BioLabs-bygning, hilste han på meg og sa: "Jeg skal vise deg noe veldig morsomt." Han førte meg ut av bygningen og nedover en asfaltsti til en side døren til Harvard Divinity School. Et laminert kort på dørkarmen sa: "Røyking forbudt innen 25 føtter av bygningsinngangen." Men på selve døren var et annet tegn: "Ikke en inngang."

Han så på ansiktet mitt for å forsikre meg om at jeg registrerte hvordan det andre tegnet med rimelighet kunne leses for å negere det første. Så sprengte han i en titterende, høystemt latter. Da jeg spurte om jeg kunne ta et bilde, samtykket han ivrig og passet på at begge skiltene fremdeles var synlige. Så tente han på en American Spirit-sigarett, blåste røyk i takskjegget på Divinity Hall og blitzet kameraet sitt beste slem guttunge smil.

Engert vedtok for meg, i miniatyr, en av sine favorittpersonligheter: raken i en komedie av væremåte, sjarmøren hvis dårlige oppførsel er så endelig ufarlig at bare anklagerne hans ser tåpelige ut til slutt. Historiene han liker å fortelle om seg selv, involverer smale rømming fra en eller annen variant av oppstyr eller prude. Harvard, med sitt hellige anseelse, store egoer og tweedy motekrav, gir ham en spesielt effektiv folie. Da kollegene klaget over skøyta hans gjennom BioLabs-bygningen, satte vedlikeholdspersonalet "No Rollerblading" -skilt. De kom ned etter at han hadde tjeneste.

Jeg la merke til en trehåndtert lærpisk bak Engerts skrivebord en ettermiddag, og da jeg spurte hva det gjorde der, grep han den, sprang på beina og slapp løs en øresplittende sprekk som lanserte et par forskrekkede gradelever fra setene. “Du ser hvordan de reagerer, hvordan de plutselig jobber raskere?” Spøkte han. I sannhet ga noen det til ham i ironi. Engert er kjent for den veldig lange båndet han gir laboratoriemedlemmer. Den mest oppfinnsomme vitenskapen, føler han, kommer i et miljø der strålende uavhengige tenkere har frie tøyler til å jage sine mest fantasifulle ideer, selv om de mislykkes.

Adam Kampff, en hovedfag i astrofysikk, veide en bytte til nevrovitenskap for en doktorgrad i 2002 da Engert ga ham et Harvard-kredittkort og ba ham bygge laboratoriet et to-foton mikroskop, en kontrast av lasere og speil hvis montering krever magnum av teknisk fingerferdighet. Mikroskopene, som avfyrer to pulser av infrarødt lys på et enkelt punkt, verdsettes for de rene bildene de tar av lysstofffargede celler, som de som blinker grønt i genmodifisert sebrafisk.

Engert sprang deretter til Berkeley, der han nettopp var ferdig med et postdoktorgradsstipend, så han kunne sykle med sin Honda Shadow cruiser motorsykkel langrenn tilbake til Cambridge.

"Mens han var borte, tror jeg at jeg brukte rundt 300 000 dollar, " sa Kampff til meg. "Når du ser deg tilbake, går du, " vent, det er sprøtt, "sa Kampff, som bodde på doktorgrad og postdoktor hos Engert og nå er laboratoriesjef ved Sainsbury Wellcome Centre, et forskningsinstitutt for nevrovitenskap ved University College London. "Men det var det beste som noen gang har skjedd med meg."

For den offentlige samtalen i 2009 som Engert leverte som en del av sitt ansettelsesbud, rådet en kollega ham til å hoppe over muskelskjorta og kle seg ut. Det gjorde Engert - i lederhosen. Da han tok til scenen i skinnhorts og knestrømper, forsikret han den fullsatte forelesningssalen om at i motsetning til utseendet, hadde han tatt kollegaens råd til hjertet. "Dette er den formelle kjolen til de bayerske stammene, " sa Engert mens rommet flommet av latter, "og det er et tegn på den største respekten for ethvert publikum."

**********

Florian var en gang en rolig, tegneserie-slukende homebody, sier søsteren Katharina. De to vokste opp i Münchens Schwabing-distrikt, en bohemsk enklave animert av studenter fra universiteter i nærheten. Faren deres var en baker som grunnla en lokal iskremkjede, og moren deres solgte familiens frisørsalong for å oppdra barna. For en trylleformue bodde de alle over flaggskipet Engert Ice. Barna kom alltid rundt, men "du visste aldri om de var vennene dine på grunn av iskremen eller fordi de likte deg, " sier Katharina, nå lege i München.

Da Engert gikk på videregående, sendte faren, engstelig for hans engelskkarakterer, ham til London for et års språkstudium. Engert kom ekstrovert hjem og var selvsikker. Han befant seg snart i en mengde med selvutformede kalde krig nihilister som trodde på å leve for øyeblikket fordi en atomkatastrofe var egnet til å utslette menneskeslekten før noen av dem nådde 30 år.

Store spørsmål om universets opprinnelse begeistret Engert, og fysikk så ut til å ha svar. I løpet av hans seniorår ved Münchens Ludwig Maximilians universitet hadde feltets to søyler - elementære partikler og astrofysikk - imidlertid følt seg “for løsrevet fra dagliglivet”, sa han til meg. Familiens nabo ved siden av var hjerneforsker, og han fortalte Engert at nevrovitenskap trengte fysikere, at feltets fremtid hengte på oppfinnelsen av nye verktøy for å kikke seg inn i hjernen.

Som utdannet student og postdoktorisk forsker ved Max Planck Institute for Neurobiology utenfor München og University of California, bygde Engert utstyr for viktige oppdagelser om hvordan nevroner i rotter og rumpetroll endrer seg som svar på visuell og elektrisk stimulering - endringer som er avgjørende for læring og minne. Han brukte to år på å utforme et tilpasset to-fotonmikroskop hvis laser, hvis den ikke ble behandlet, kunne zapp netthinner. I en typisk gest, tapte Engert laboratoriets vernebriller mot veggen og la ut et skilt over dem som sa: "Bare for Wimps."

Hans gave til sjonglering med forretninger og fornøyelse har gitt sin del av intramural kommentar. I 2002 skrev Mu-ming Poo, i hvis laboratorium Engert jobbet som postdoc, et brev som surret laboratoriemedlemmer for latskap. "Det kan være noen få sjeldne heldige stipendiater som Florian, som ... kan glede seg over livet en stund og fremdeles få et jobbtilbud fra Harvard, " skrev Poo. "Ingen andre i laboratoriet har Florians luksus å leke seg om."

**********

Det hvite hus lanserte sitt nevrovitenskapelige oppdrag, kjent som BRAIN Initiative (for Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), med en anmodning på 100 millioner dollar til kongressen. National Institutes of Health tildelte 46 millioner dollar i BRAIN-tilskudd i fjor høst, og byråer så forskjellige som National Science Foundation, Defense Advanced Research Projects Agency og Food and Drug Administration støtter forskning i samsvar med initiativets mål. I privat sektor har selskaper som Google, GE og GlaxoSmithKline brukt mer enn 30 millioner dollar til oppdraget.

Forskere som er involvert i innsatsen ser for seg en stepladder-tilnærming, som arbeider opp fra rundorm (300 nevroner), baby-sebrafisk og fruktfluer (100 000 hver) til mus (75 millioner) og aper (6 milliarder kroner til makakken) før de summerer menneskets Himalaya hjerne (nesten 100 milliarder kroner). På noen måter går initiativet nå på alle de frontene samtidig. Forskere studerer deler av den menneskelige hjernen mens de tar en mer helhetlig tilnærming hos labdyr. Og de eksperimenterer med en rekke verktøy - lasere, ultratinsonder, kjemiske tagger, høyteknologisk ultralyd, lysaktiverte molekyler, neste generasjons fMRI-er og PET-skannere - i håp om å registrere med høy oppløsning fra dypt inne i ikke-gjennomsiktige hjerner.

Chun, som var med på å overbevise Det hvite hus om å starte BRAIN-initiativet, har liknet sebrafiskarbeidet med en ekspressheis. "Vi var fremdeles i første etasje og prøvde å komme til andre etasje, " sier hun. "Så ut av ingenting gikk vi til tiende etasje."

Det var ikke før Engerts papir - og et annet neste år, fra Misha Ahrens, som gjorde sebrafisk tankelesning dramatisk raskere - at "Vi tenkte, OK, dette initiativet kunne være mulig, " sa Chun. "Troens sprang var veldig."

Rundt 80 prosent av gener knyttet til menneskelig sykdom har en motstykke i sebrafisken. (Dr. Dominik Paquet / Rockefeller University) I det siste hjernekartleggingsutviklingen markerer forskere ved Howard Hughes Medical Institute permanent avfyring av nevroner (magenta) i en fritt svømmende sebrafisk. (Eric Schreiter, HHMI / Janelia Research Campus) Dette synet på sebrafiskhjernen, fra et team fra University College London, viser regioner der nevroner møtes (magenta) og bunter med aksoner (grønn). (Tom Hawkins & Kate Turner ved Wilson Laboratory ved UCL som en del av Zebrafishbrain.org)

Hun regner med at utbetalingen for menneskers helse, for forhold som epilepsi, kan komme om bare fem år. Behandlinger for mindre forståede plager - fra Parkinsons og Alzheimers til autisme, schizofreni og posttraumatisk stresslidelse - er lenger borte, men neppe utenfor rekkevidde. Ved å sammenligne hjernen til sunne mennesker, celle etter celle, med de med nevrale lidelser, kan forskere kanskje være i stand til å isolere kretsløpene hvis sammenbrudd prefikurerer sykdom. Disse funnene kan stimulere til utvikling av nye medisiner og terapier. Sebrafisk, som er virveldyr og dermed har hjerner som ligner vår egen, leder allerede an. De blir brukt til å teste medisiner og for å studere nevrobiologien til angst, søvn og alkoholmisbruk.

Engert overlater imidlertid gjerne slike forfølgelser til andre forskere. Han sier at han aldri har tenkt seg å avbilde aktivitet i en hjerne hver eneste celle. Det var bare et tillegg til "Matrix" -eksperimentet - en lerke for å stille en debatt om hvorvidt slik innspilling til og med var mulig. Han blir drevet av spørsmål uten åpenbare bruksområder: Hvordan reagerer en sebrafisk på visse typer stimuli? Hvilke nevrale kretsløp branner når fisk svømmer, jakter eller flykter fra rovdyr? Hvilke eksperimenter gir det beste utseendet på sebrafisklæring?

Han vil at publikum og politikere verdsetter nevrovitenskap av samme grunner som de gjør Hubble-romteleskopet, Large Hadron Collider eller Mars-roveren. Ingen av disse berører hverdagen direkte, men de er finansiert fordi det er skjønnhet i å avdekke universets mysterier. Han tror at søken vil bli satt tilbake hvis BRAIN Initiative blir oversolgt. "Problemet, " sier han, "er at hvis vi ikke løser Alzheimers og Parkinson, vil det se ut som om vi mislyktes i oppgavene våre, og folk vil ta pengene bort og si: 'Hyggelig forsøk, ingen sigar.'"

Når det gjelder de filosofiske spørsmålene som er reist av dette arbeidet - om å studere hjernen vil lære oss noe om arten av menneskelig bevissthet, eller ideen om en sjel; om vitenskap en dag vil redusere tingene til vår menneskelighet til en kald beregning av algoritmisk kode - han er agnostiker.

Vi møttes en kveld i det lyse lilla huset der han bor sammen med Polina Kehayova, en stoffforsker som månelyser som en Boston Symphony-sopran, og deres 6 år gamle datter. Over linsegryte husket Engert noe som MIT-språkforskeren Noam Chomsky en gang sa: "Hvis vi ikke kan forklare hvorfor en kakerlakk bestemmer seg for å ta til venstre, hvordan kan vi forklare hvorfor et menneske bestemmer seg for å gjøre noe?"

"Selv det laveste insektet er et spektakulært godt tilpasset instrument som er mer komplisert og mer interessant enn noen datamaskin, " sa han til meg. "Jeg mener, vil du ikke vite hvordan hjernen fungerer?"

Etter noen dager med Engert, gjorde jeg en god vei til hvordan hjernen hans fungerer. Målene hans, viser det seg, er ikke så vanskelig passform for BRAIN Initiative som han noen ganger later, selv om motivasjonene hans er forskjellige. Levende bilder av en hjerne hver blinkende nevron kan ha enorm kraft, sier han, hvis forskere også så ledningene: de tynne fibrene som neuroner sender signaler. Da ville du vite om spesifikke nevroner snakket med hverandre - og kanskje hva de sa også.

En ettermiddag på campus gikk en av Engerts gradstudenter, Mariela Petkova, meg over et gårdsrom til laboratoriet til Jeff Lichtman, professor i molekylær og cellulær biologi. Inne i et vindufritt rom hadde en hel sebrafisk hjerne blitt stivnet med harpiks og kuttet av en diamantkniv i 30.000 supertynne skiver. Skannende elektronmikroskop avbilder hver av skivene, og åtte studenter og flere frivillige - inkludert Petkovas mor, over Internett fra Bulgaria - sporer de nevrale "ledningene" for hånd fra skive til skive. En annen professor, Constance Cepko, vil gjøre ytterligere sporinger ved å se på hvordan fluoriserende virus sprer seg gjennom en hjerne. Når koblingsskjemaet er fullført, vil Engert legge sitt kart over blinkende nevroner på toppen av det. Haim Sompolinsky, en teoretiker, vil deretter analysere strømningene av nevraltrafikk over ledningene, på jakt etter prinsipper som knytter disse trafikkmønstrene til spesifikk fiskatferd.

Når Engerts arbeid er utført, som han sier kan ta 20 år, vil han ikke ha noe mer - eller mindre - strålende enn en "virtuell fisk": programvare som etterligner hele bruken av en sebrafisk hjerne. Forskere kunne ringe hvilken som helst blanding av sensoriske innganger - vanntemperatur, et lysmønster, banen til nærliggende byttedyr eller rovdyr - og programvarens algoritmer ville ikke bare vise hvordan en ekte fisk ville reagere, men hva som skjedde i hjernen, millisekund av millisekund og celle etter celle, før den gjorde det.

Han vil ha funnet ut, i det vesentlige, hvorfor sebrafisken svinger til venstre.

**********

Fredag ​​morgen bringer den eneste strukturen til Engerts laboratorium: det ukentlige møtet med alle hender, der 20 gradstudenter og postdokumenter orienterer hverandre om forskningen sin. På fredagen i midten av desember da jeg var rundt, glidelaget Engert på skøyter, iført en T-skjorte med et bilde av Snoopy som bøyde en bicep og ordene “Welcome to the Gun Show.”

Professoren satte seg ved bordets hode og spratt opp og ned på den pneumatiske stolen, som et barn som gikk rundt på foreldreskrivbord. "Wow, " sa han. "Jeg føler at jeg har ansvaret."

Men like raskt skled han av stolen og inn i et hjørne av rommet, der han påtok seg en rolle som sjeldnere ble sett i offentligheten: den av den stille og tålmodige cheerleader for sine forskere, offroad-oppdagere han utstyrer med utstyr og deretter utsendelser - ring når du kan! —Inn i stjernefeltene i sinnet.

De unge mennene og kvinnene tok sving ved å klikke seg gjennom lysbildene fra det siste sebrafiskarbeidet: Her er nevronene som blinker når fisken får et mildt sjokk. Her signaliserer det visuelle hjernen deres hjem for å estimere bevegelse. Her et høyhastighetskamera på en opp-ned-fresemaskin, et nytt verktøy som fort kan la laboratoriemedlemmer spore hjerneaktivitet i frisvømmende fisk.

Engert stilte noen blide spørsmål, men det var mest oppmuntring: “Utrolig!” “Veldig fint - dyret i aksjon!” “Se på det! Oppfatning, erkjennelse og bevissthet her. Fiskens sjel! ”

En gradstudent påpekte at rulleskøytene på hver av føttene til Engert var forskjellige farger og merker. Engert skrellet av skøytene for å avsløre sokker - grå på den ene foten, svarte på den andre. Så tok han av sokkene. På venstre fot var den store tåneglen malt rød, og de andre lilla. På høyre fot var den store tåneglen lilla, og de andre rød. Da datteren hadde utmattet tærne til moren i et nylig eksperiment med neglelakk, hadde faren tilbudt hans.

Hvordan en gjennomsiktig fisk kan hjelpe med å avkode hjernen