Недавно появившаяся на свет рыбка данио впервые в жизни поднимается вверх по течению реки. Её большие выпуклые глаза, несоразмерные тонкому тельцу-ресничке, пристально изучают окружающий мир. Вдруг пейзаж «уплывает» вперед, как если бы данио отбросило течением. Рыбка бьет хвостом, чтобы плыть быстрее… или она так думает.
В отличие от людей в фильме «Матрица», которые по сценарию оказались лишь биологическими «батарейками», погруженными в иллюзию жизни, рыбка данио, попавшая в сходное положение, служит источником не энергии, но знаний. Исследователи ищут ответ на ключевой вопрос неврологии: как именно масса нейронов головного мозга обеспечивает сложное поведение организмов, поглощая информацию об окружающей среде и генерируя набор ответных реакций.

Прозрачные ткани личинки данио рерио — настоящая витрина, сквозь которую можно наблюдать её «богатый внутренний мир» без вживления электродов, фиксирующих входные и выходные сигналы мозга. В списке модельных организмов есть еще один прозрачный вид — нематоды Caenorhabditis elegans, но связи между 302 нейронами этих круглых червей уже давно описаны. А данио, в мозге которых насчитывается около 300 000 нейронов — гораздо более интересный объект для исследований.

Ученые вырастили трансгенных рыб, нейроны которых содержат зеленый краситель, чувствительный к кальцию. Для активации нейрона необходим приток ионов кальция. таким образом с помощью достаточно чувствительного двухфотонного микроскопа можно отследить последовательность «включения» нейронов в живом мозге. На самом деле, охватить весь мозг целиком такому микроскопу не под силу — ученые фиксируют работу одного из примерно 300 регионов, включающего около 1000 нейронов. Затем результаты, полученные для 32 различных особей данио, объединяются в целостную модель нервных связей.

В планах группы исследователей, возглавляемой неврологом Флорианом Энгертом (Florian Engert) — изучение работы мозга при реакции на разнообразные внешние раздражители помимо движущихся полос, от удовольствия до страха и физического дискомфорта.

На самом деле данио парализована и зафиксирована в чашке Петри под объективом микроскопа. Движущиеся полосы имитируют для неё меняющуюся картину внешнего мира, а компьютер следит за тем, чтобы эта картина соответствовала мнимым движениям рыбы. Для этого отслеживаются сигналы моторных нейронов, которые должны управлять поворотами хвоста.