Γιατί τα βρεγμένα σκυλιά στεγνώνουν; Οι νευρολογικοί λόγοι εξηγούνται

Γιατί τα βρεγμένα σκυλιά στεγνώνουν; Οι νευρολογικοί λόγοι εξηγούνται

Όταν ένας σκύλος τινάζει νερό από τη γούνα του, η δράση δεν είναι απλώς μια τυχαία κίνηση — ούτε μια σκόπιμη προσπάθεια να ποτίσουν κάποιον κοντά.

Αυτό το ενστικτώδες αντανακλαστικό παρατηρείται σε πολλά γούνινα θηλαστικά, όπως ποντίκια, γάτες, σκίουρους, λιοντάρια, τίγρεις και αρκούδες. Αυτή η κίνηση βοηθά τα ζώα να απομακρύνουν το νερό, τα έντομα ή άλλους ερεθιστικούς παράγοντες από δυσπρόσιτα μέρη. Ωστόσο, υπάρχει ένας πολύπλοκος και προηγουμένως μυστηριώδης νευρολογικός μηχανισμός πίσω από αυτές τις κινήσεις τρεμούλιασμα.

Πρόσφατα, οι ερευνητές εντόπισαν το νευρικό κύκλωμα που πυροδοτεί το χαρακτηριστικό κούνημα "wet dog" σε ποντίκια - αυτό περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη κατηγορία απτικών υποδοχέων και νευρώνων που συνδέουν το νωτιαίο μυελό με τον εγκέφαλο. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύτηκαν στις 7 Νοεμβρίου στο περιοδικόΕπιστήμηδημοσιευμένο 1.

«Το σύστημα αφής είναι τόσο περίπλοκο και πλούσιο που μπορεί να διακρίνει μια σταγόνα νερού από ένα έρποντα έντομο ή το τρυφερό άγγιγμα ενός αγαπημένου προσώπου», εξηγεί η Kara Marshall, νευροεπιστήμονας στο Baylor College of Medicine στο Χιούστον του Τέξας. «Είναι πραγματικά αξιοσημείωτο να συνδέουμε ένα πολύ συγκεκριμένο υποσύνολο υποδοχέων αφής με αυτή τη γνώριμη και κατανοητή συμπεριφορά».

Ευαίσθητο δέρμα

Το τριχωτό δέρμα των θηλαστικών είναι εξοπλισμένο με πάνω από 12 τύπους αισθητηριακών νευρώνων, ο καθένας με μια μοναδική λειτουργία να ανιχνεύει και να ερμηνεύει διαφορετικές αισθήσεις. Μια ομάδα με επικεφαλής τον Dawei Zhang, έναν νευροεπιστήμονα τότε στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης, εστίασε σε έναν τύπο υπερευαίσθητων υποδοχέων αφής γνωστούς ως C-fiber low-threshold mecanoreceptors (C-LTMRs), οι οποίοι είναι τυλιγμένοι γύρω από τους θύλακες των τριχών.

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

Για να κάνουν τα ποντίκια εργαστηρίου να τινάζουν τη γούνα τους σαν βρεγμένα σκυλιά, οι ερευνητές έβαλαν σταγόνες ηλιέλαιο στον πίσω λαιμό των ποντικών. Σχεδόν όλα τα ζώα τίναξαν αυτές τις σταγόνες μέσα σε δέκα δευτερόλεπτα. Η ομάδα στη συνέχεια τροποποίησε γενετικά μερικά από τα ποντίκια για να αφαιρέσει τα περισσότερα από τα C-LTMR τους. Αυτά τα ζώα εμφάνισαν 50% μείωση στις κινήσεις ανακίνησης όταν έπεφταν σταγόνες λαδιού στο λαιμό τους σε σύγκριση με ποντίκια ελέγχου που δεν είχαν αλλοιωθεί.

Οι ερευνητές ήθελαν επίσης να εξετάσουν πώς τα σήματα από τα C-LTMR ταξιδεύουν μέσω του νευρικού συστήματος για να ενορχηστρώσουν το κούνημα του υγρού σκύλου. Εντόπισαν τη διαδρομή σε μια ομάδα νευρώνων στο νωτιαίο μυελό. Αυτό συνδέεται με μια περιοχή του εγκεφάλου γνωστή ως παραβραχιακός πυρήνας, ο οποίος εμπλέκεται στην επεξεργασία του πόνου, της θερμοκρασίας και της αφής.

Χρησιμοποιώντας την οπτογενετική, μια τεχνική που επιτρέπει στους νευρώνες να προγραμματιστούν να ενεργοποιούνται και να απενεργοποιούνται ως απόκριση στο φως, οι ερευνητές εμπόδισαν τη δραστηριότητα των νευρώνων του νωτιαίου μυελού. Αυτά τα ποντίκια είχαν 58% μείωση στις κινήσεις ανακίνησης σε σύγκριση με τα ποντίκια ελέγχου. Η δραστηριότητα αποκλεισμού στον παραβραχιαίο πυρήνα παρήγαγε επίσης παρόμοια αποτελέσματα. Τα ποντίκια έξυσαν, περιποιήθηκαν τον εαυτό τους και κινήθηκαν κανονικά, υποδηλώνοντας ότι το νευρικό κύκλωμα είναι ειδικό για το κούνημα του υγρού σκύλου.

Εξειδικευμένο κύκλωμα

Η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για μελλοντική έρευνα. «Το κούνημα του υγρού σκύλου είναι μια πολύ συντονισμένη κινητική απόκριση», λέει ο Thomas Knopfel, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Baptist στο Χονγκ Κονγκ, ο οποίος προσθέτει ότι η μελέτη είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος στέλνει εντολές για τον έλεγχο των κινήσεων. «Το υγρό κούνημα του σκύλου σε πολλά ζώα προκαλείται από ψυχεδελικά φάρμακα», εξηγεί. Η ανταπόκριση στα ψυχεδελικά σχετίζεται με τους υποδοχείς σεροτονίνης, οι οποίοι παίζουν επίσης ρόλο στην ευχάριστη επαφή. "Αυτό παρέχει έμπνευση για περαιτέρω εργασία για την κατανόηση των συνδέσεων."

Ο Zhang λέει ότι μελλοντική έρευνα θα μπορούσε επίσης να εξετάσει εάν τα υπερδραστήρια C-LTMR συμβάλλουν σε καταστάσεις όπως το σύνδρομο του δέρματος με συσπάσεις στις γάτες, το οποίο περιλαμβάνει ξαφνικούς κυματισμούς στο δέρμα και υπερβολικές συσπάσεις ή άλλες μορφές υπερευαισθησίας του δέρματος στον άνθρωπο.

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

   Αρθρο
   
   Google Scholar

Λήψη παραπομπών