Γιατί τα βρεγμένα σκυλιά κουνιέται στεγνά; Εξήγησαν οι νευρολογικοί λόγοι

Γιατί τα βρεγμένα σκυλιά κουνιέται στεγνά; Εξήγησαν οι νευρολογικοί λόγοι

Όταν ένα σκυλί κουνάει νερό από τη γούνα του, η δράση δεν είναι απλώς μια τυχαία κίνηση - ούτε μια σκόπιμη προσπάθεια να βυθιστεί κάποιος κοντά.

Αυτό το ενστικτώδες αντανακλαστικό παρατηρείται σε πολλά γούνια θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων ποντικών, γάτων, σκίουρων, λιονταριών, τίγρεων και αρκούδων. Αυτή η κίνηση βοηθά τα ζώα να απομακρύνουν το νερό, τα έντομα ή άλλα ερεθιστικά από τα σκληρά στην προστασία. Ωστόσο, υπάρχει ένας πολύπλοκος και προηγουμένως μυστηριώδης νευρολογικός μηχανισμός πίσω από αυτές τις κινήσεις που κουνιέται.

Πρόσφατα, οι ερευνητές εντόπισαν το νευρικό κύκλωμα που ενεργοποιεί το χαρακτηριστικό "υγρό σκυλί" κούνημα σε ποντίκια - αυτό περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη κατηγορία αφοπλιστικών υποδοχέων και νευρώνων που συνδέουν τον νωτιαίο μυελό με τον εγκέφαλο. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύθηκαν στις 7 Νοεμβρίου στο περιοδικόΕπιστήμηδημοσιευμένος 1.

"Το σύστημα αφής είναι τόσο περίπλοκο και πλούσιο που είναι σε θέση να διακρίνει μια σταγόνα νερού από ένα έντομο που ανιχνεύεται ή το τρυφερό άγγιγμα ενός αγαπημένου προσώπου", εξηγεί ο Kara Marshall, νευροεπιστήμονας στο Baylor College of Medicine στο Χιούστον του Τέξας. "Είναι πραγματικά αξιοσημείωτο να συνδέσετε ένα πολύ συγκεκριμένο υποσύνολο υποδοχέων αφής σε αυτή την οικεία και κατανοητή συμπεριφορά".

Ευαίσθητο δέρμα

Το τριχωτό δέρμα των θηλαστικών είναι εξοπλισμένο με πάνω από 12 τύπους αισθητήριων νευρώνων, ο καθένας με μια μοναδική λειτουργία για την ανίχνευση και την ερμηνεία διαφορετικών αισθήσεων. Μια ομάδα με επικεφαλής τον Dawei Zhang, νευροεπιστήμονα στη συνέχεια στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στο Cambridge της Μασαχουσέτης, επικεντρώθηκε σε έναν τύπο υπερηχητικών υποδοχέων αφής γνωστού ως mecanoreCeptors χαμηλής περιεκτικότητας σε ίνες C (C-LTMRs)

Στους ανθρώπους, αυτοί οι υποδοχείς συνδέονται με ευχάριστες αισθήσεις αφής, όπως μια απαλή αγκαλιά ή ένα καταπραϋντικό εγκεφαλικό επεισόδιο. Ωστόσο, σε ποντίκια και σε άλλα ζώα έχουν προστατευτική λειτουργία: προειδοποιούν τα ζώα της παρουσίας κάτι στο δέρμα τους, είτε πρόκειται για νερό, βρωμιά ή παράσιτο. Όταν αυτά τα ερεθίσματα λυγίζουν τις τρίχες στο δέρμα, ενεργοποιούν το C-LTMRS, λέει ο Marshall, «επεκτείνοντας την ευαισθησία του δέρματος πέρα ​​από την επιφάνεια».

Για να πάρουν τα εργαστηριακά ποντίκια για να κουνήσουν τη γούνα τους σαν υγρά σκυλιά, οι ερευνητές εφάρμοσαν σταγόνες ηλίανθου στους οπίσθιους λαιμούς των ποντικών. Σχεδόν όλα τα ζώα έκλεισαν αυτές τις σταγόνες μέσα σε δέκα δευτερόλεπτα. Η ομάδα στη συνέχεια τροποποίησε γενετικά μερικά από τα ποντίκια για να αφαιρέσει το μεγαλύτερο μέρος των C-LTMR τους. Αυτά τα ζώα έδειξαν μείωση κατά 50% των κινήσεων ανάδυσης όταν οι σταγόνες του πετρελαίου έπεσαν στους λαιμούς τους σε σύγκριση με τα αμετάβλητα ποντίκια ελέγχου.

Οι ερευνητές ήθελαν επίσης να εξετάσουν πώς τα σήματα από τα C-LTMRs ταξιδεύουν μέσω του νευρικού συστήματος για να ενορχηστρώσουν το υγρό σκυλί που κουνάει. Παρακολούθησαν τη διαδρομή προς μια ομάδα νευρώνων στο νωτιαίο μυελό. Αυτό συνδέεται με μια περιοχή στον εγκέφαλο που είναι γνωστή ως παραβολικός πυρήνας, ο οποίος εμπλέκεται στην επεξεργασία του πόνου, της θερμοκρασίας και της αφής.

Χρησιμοποιώντας την Optogenetics, μια τεχνική που επιτρέπει στους νευρώνες να προγραμματιστούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν σε απάντηση στο φως, οι ερευνητές εμπόδισαν τη δραστηριότητα των νευρώνων του νωτιαίου μυελού. Αυτά τα ποντίκια είχαν μείωση κατά 58% στις κινήσεις ανακίνησης σε σύγκριση με τους ποντικούς ελέγχου. Η δραστηριότητα αποκλεισμού στον παραβολικό πυρήνα παρήγαγε επίσης παρόμοια αποτελέσματα. Τα ποντίκια γδαρμένα, καλλωπισμένα και κινούνται κανονικά, υποδηλώνοντας ότι το νευρικό κύκλωμα είναι ειδικό για το υγρό σκυλί που κουνάει.

Εξειδικευμένο κύκλωμα

Η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για μελλοντική έρευνα. "Το Wet Dog Shake είναι μια πολύ συντονισμένη απάντηση κινητήρα", λέει ο Thomas Knopfel, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Βαπτιστών στο Χονγκ Κονγκ, ο οποίος προσθέτει ότι η μελέτη είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης για να διερευνηθεί ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος στέλνει εντολές για να ελέγξει τις κινήσεις. "Το κούνημα του υγρού σκύλου σε πολλά ζώα προκαλείται από ψυχεδελικά φάρμακα", εξηγεί. Η ανταπόκριση στα ψυχεδελικά σχετίζεται με υποδοχείς σεροτονίνης, οι οποίοι παίζουν επίσης ρόλο στην ευχάριστη αφή. "Αυτό παρέχει έμπνευση για περαιτέρω εργασία για την κατανόηση των συνδέσεων."

Ο Zhang αναφέρει ότι η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε επίσης να εξετάσει εάν τα υπερδραστήρια C-LTMRs συμβάλλουν σε συνθήκες όπως το σύνδρομο του δέρματος Twitch σε γάτες, οι οποίες περιλαμβάνουν ξαφνικές κυματισμούς του δέρματος και υπερβολική συστροφή ή άλλες μορφές υπερευαισθησίας του δέρματος στους ανθρώπους.

1. Zhang, D. et αϊ. Επιστήμη https://doi.org/10.1126/science.adq8834 (2024).

   Αρθρο
   
   Google Scholar

Αναφορές λήψης