NRK Meny
Normal

Hjerneforskerens beste venn

Seksten rhesusaper er sentrale i den hjerneforskningen som for tiden foregår ved Det tyske primatsenteret i Göttingen. Ved hjelp av implanterte elektroder måler forskerne aktiviteten til den enkelte hjernecelle.

Rhesusape
Foto: Ivar Grydeland / NRK

I norske laboratorier er griser, mus og rotter de mest avanserte individene som brukes når forskningen krever dyreforsøk. Forskning som involverer mer menneskenære arter må vi til utlandet for å finne. For eksempel til Tyskland, der myndighetene ikke setter noen grense ved det som kalles primater, dyreordenen der også vi mennesker hører hjemme.

Alexander Gail

Alexander Gail, DPZ

Alexander Gail leder forskningsgruppen som blant annet prøver å kartlegge hvordan hjernen vår registrer synsinntrykk for deretter å beslutte og så utføre en handling. En grunnforskning som innebærer en liten risiko for infeksjon, og da må det altså rhesusaper til.

- Rhesusapene er velegnet for forskning som også skal være relevant for oss mennesker. Vi snakker om et relativt høyt utviklet dyr som kan trenes til å gjøre resonerende oppgaver, sier Alexander Gail.

Primatsenteret aler opp en rekke forskjellige arter og de har over 500 rhesusaper delt inn i storfamiliegrupper på mellom 60 og 80 individer. Etter hvert som de unge hannene vokser opp og blir kjønnsmodne, så må de ut. I vill tilstand ville de forlatt flokken og streifet rundt i mindre gjenger.

På primatsenteret samles disse i egne innhegninger og det er en slik gruppe på 16 aper som forskerne nå har trent opp til å utføre visse oppgaver på en touch-screen, en dataskjerm som registrerer hvor på skjermen apen plasserer fingeren.

Frykt for smitte

Alle som skal i nærheten av apene må ha beskyttelsesklær. Og det er ikke for å unngå smitte fra dyrene. Det er den omvendte situasjonen som gjelder. Måneder, ja kanskje et års trening gjør dyrene svært verdifulle for forskerne. Innen nevrofysiologi så koster det å få en forskningsape opp å stå. Og selv om hovedpersonen ikke skal ha lønn, så skal han ha belønning i form av juice eller for eksempel rosiner.

Rhesusape

Belønningen er juice

Foto: Alexander Gail/DPZ

Trygge dyr er en forutsetning for dette arbeidet.

Alexander Gails eksperter kan bruke opptil et år før et tilstrekkelig antall rhesusaper har skjønt hva meningen er med deres nye liv.

I den lange opplæringsprosessen går dyrepasserne og forskerne langsomt fram. Apene må bli vant til jevnlig å bli tatt ut av buret. De må bli vant til å sitte foran en dataskjerm og de må bli nysgjerrige på hva som skjer på skjermen.

I det hele tatt: Ved hjelp av belønning må, de opp til tre timer lange forskningsøktene, oppfattes som lystbetont. Hvis ikke, har det ingen hensikt, sier Alexander Gail og påpeker at ingen del av denne forskningen påfører dyret smerte.

Elektroder i hjernen

Elektrode som føres inn i apehjernen
Foto: Ivar Grydeland / NRK

Apene har elektroder som er ført inn i hjernen gjennom hull i skallen. Hull som er fra en til femten millimeter i diameter. Elektrodene er tynne som hårstrå. Selve tuppen er tjue ganger tynnere.Den kan faktisk, med hjelp av litt datakraft, plukke ut signaler fra den enkelte hjernecelle.

Forskningsape på jobb
Foto: Alexander Gail/DPZ

På ”jobb” i 2-3 timer

Apene bestemmer selv arbeidstiden. Blir de keie, får de en pause, og er de fremdeles lei, ja så avsluttes arbeidet den dagen. Det normale er imidlertid at ”jobben” er lystbetont i to-tre timer.

I den perioden sitter de foran dataskjermen i en spesiallaget apestol. En kubisk innretning som holder dyret på plass. Det er nødvendig fordi et dyr, som i forsknings-situasjonen får lov å bevege seg fritt, vil ha en hjerneaktivitet styrt av et utall inntrykk.

Skal en slik forskning ha noen verdi, må antall inntrykk begrenses til et minimum slik at man hele tiden vet hva den målte hjerneaktiviteten betyr.

Dataskjerm med prikk
Foto: Ivar Grydeland / NRK

Første steg for de trenede rhesusapene er å plassere en finger over en liten hvit firkant som jevnlig kommer til syne midt på skjermen. Som respons på dette vises i et kort øyeblikk, en hvit sirkel et annet sted på skjermen, samtidig som en grønn eller blå firkant blir synlig rundt fingeren apen fremdeles har plassert midt på skjermen.

Nå blir alt svart og apen skal så, dersom firkanten var grønn, flytte fingeren dit den hvite sirkelen nettopp hadde vært, eller, dersom firkanten var blå, på motsatt side av skjermen.

Vanskelig? Ja, faktisk, for det er et visst tempo over dette og sjefsforsker Gail måtte regulere hastigheten ned når han skulle demonstrere utstyret for verdt å vite.

Det viktige øyeblikket

Det er det lille øyeblikket, etter at all informasjon er gitt og du planlegger bevegelsen, altså til hvilket sted på skjermen fingeren skal flyttes, det er det korte øyeblikket forskerne har fokus på. Og de har funnet ut at akkurat som en bevegelse er tredimensjonal, du skal gripe noe som er til være til høyre eller venstre, opp eller ned eller kanskje et stykke foran deg, ja så er det korresponderende nerveceller i hjernen.

Det er enkelte nerveceller som alltid signaliserer når, eksempelvis, den planlagte armbevegelsen er til venstre.

Tankestyrte proteser

Målet for denne forskningen, utover selve grunnforskningen, forteller Alexander Gail, er at disse signalene fra nervecellene i hjernen i fremtiden skal kunne styre proteser, at små motorer styres av tankene dine og gjør det mulig å foreta for eksempel en gripebevegelse.

Amerikanerne har faktisk montert inn elektroder i hjernen til tre pasienter som etter ulykker ble lamme fra nakken og ned. Hensikten var at de med tankekraft skulle kunne styre en datamus. Noe de faktisk fikk til med en av de tre.

Det tyske Primatsenterets hjemmeside.