Denne undersøgelse kan bane vejen for nye metoder til forståelse af angst og andre følelser, såvel som stoffer som alkohol, der ændrer dem.
Det seneste i en række eksperimenter, der tester robotters evne til at påvirke levende dyr, viser, at bioinspirerede robotter ikke kun kan fremkalde frygt i zebrafisk, men at denne reaktion kan moduleres af alkohol. Disse fund kan bane vejen for nye metoder til forståelse af angst og andre følelser samt stoffer, der ændrer dem.
Maurizio Porfiri, lektor i mekanisk og rumfarveteknik ved Polytechnic Institute ved New York University (NYU-Poly) og Simone Macrì, en samarbejdspartner ved Istituto Superiore di Sanità i Rom, Italien, offentliggjorde deres fund i PLOS ONE, en international, peer-review, open-access, online-publikation.
Robotversion af en indisk bladfisk. Kredit: NYU-Poly
Denne seneste undersøgelse udvider Porfiri og Macris bestræbelser på at bestemme, hvordan bioinspirerede robotter kan bruges som pålidelige stimuli til at fremkalde reaktioner fra levende zebrafisk. Tidligere undersøgelser har vist, at zebrafisk viser en stærk tilknytning til robotmedlemmer, der er designet til at svømme og fremstå som en af deres egne, og at denne præference kan afskaffes ved at udsætte fisken for ethanol.
Porfiri og Macri, sammen med studerende Valentina Cianca og Tiziana Bartolini, antog, at robotter kunne bruges til at fremkalde frygt såvel som affinitet og designet en robot, der efterligner morfologien og bevægelsesmønsteret for den indiske bladfisk, et naturligt rovdyr for zebrafisken. I laboratoriet simulerede de et uskadeligt rovdyrsscenarie, hvor zebrafisken og den robotindiske bladfisk blev placeret i separate rum i en tresektionsbeholder. Det andet rum blev tomt. Kontrolgruppen undgik ensartet robot-rovdyret og viste en præference for det tomme afsnit.
For at afgøre, om alkohol ville påvirke frygtresponserne, udsatte forskerne separate grupper af fisk for forskellige doser ethanol i vand. Ethanol har vist sig at have indflydelse på angstrelaterede responser hos mennesker, gnavere og nogle fiskearter. Zebrafisken, der blev udsat for de højeste koncentrationer af ethanol, viste bemærkelsesværdige ændringer i adfærd og undlod at undgå rovdyrroboten. Akut administration af ethanol forårsager ingen skade og har ingen varig effekt på zebrafisk.
”Disse resultater er yderligere bevis på, at robotter kan repræsentere en spændende ny tilgang til evaluering og forståelse af følelsesmæssige reaktioner og adfærd,” sagde Porfiri. "Roboter er ideelle udskiftninger som uafhængige variabler i test, der involverer sociale stimuli - de er fuldt kontrollerbare, stimuli kan gengives nøjagtigt hver gang, og robotter kan aldrig blive påvirket af testpersoners opførsel."
For at validere deres fund og sikre, at zebrafiskadfærden, der moduleres, faktisk var en frygtbaseret respons, udførte Porfiri og hans samarbejdspartnere to traditionelle angstforsøg og vurderede, om de opnåede resultater der var følsomme over for ethanoladministration.
De placerede testpersoner i en to-kammertank med en godt oplyst side og en mørklagt side for at fastslå, hvilke forhold der var at foretrække. I en separat tank simulerede de et heronangreb fra vandoverfladen - hegre rov også på zebrafisk - og målte hvor hurtigt og hvor mange fisk, der tog husly mod angrebet. Som forventet undgik fiskene stærkt det mørke rum, og de mest søgte husly meget hurtigt mod heronangrebet. Ethanoleksponering modulerede også disse frygtresponser markant, hvilket afskaffede præferensen for lysrummet og sænkede fiskernes tilbagetog til husly under det simulerede angreb markant.
”Vi håbede at se en sammenhæng mellem de robotiske indiske bladfisktestresultater og resultaterne af de andre angstforsøg, og dataene understøtter det,” forklarede Porfiri. ”De fleste af kontrolgruppefiskene undgik robot-rovdyret, foretrak lysrummet og søgte husly hurtigt efter heronangrebet. Blandt ethanoleksponeret fisk var der mange flere, der ikke blev påvirket af robot-rovdyret, foretrak det mørke rum og var langsomt til at svømme til husly, da de blev angrebet. ”
Porfiri og hans kolleger mener zebrafisk kan være en passende erstatning for dyr med højere orden i test for at evaluere følelsesmæssige reaktioner. Denne nye robot-tilgang ville også reducere antallet af levende testpersoner, der er nødvendige til eksperimenter, og kan informere andre undersøgelsesområder, fra kollektiv adfærd til dyrebeskyttelse.
via NYU-Poly