Ostatnie badania wykazały, że myszy komunikują się ze sobą za pomocą raczej złożonych komunikatów ultradźwiękowych, które niejasno przypominają śpiew. Sugerowało to, że gryzonie mają początki świadomości. Oznacza to, że można je wykorzystać do badania zaburzeń psychicznych i behawioralnych człowieka.
Alkoholicy i narkomani
Wbrew potocznym stereotypom, myszy laboratoryjne najczęściej wykorzystywane w badaniach naukowych nie są białe, lecz szaro-czarne. Jest to linia wsobna (czyli homogeniczna genetycznie, charakteryzująca się blisko spokrewnionymi krzyżówkami) C57BL / 6 (Black 6), wyhodowana w 1921 roku przez American Jackson Laboratory. W ciągu ostatnich stu lat członkowie tej rozległej rodziny pomogli przetestować tysiące leków i nowych metod leczenia i diagnostyki, przetestowali edytor genomiczny CRISPR / Cas9, a nawet odwiedzili promy kosmiczne i ISS.
Myszy z linii Black 6 są bezpretensjonalne i łatwo się rozmnażają. Praca z nimi jest tak przyjemna, że badacze przymykają oko nawet na ich uzależnienie od alkoholu i twardych narkotyków - te złe nawyki są bezpośrednio wspomniane na stronie Jackson Laboratory. Ponadto gryzonie te są wrażliwe na ból i hałas, są podatne na otyłość, cukrzycę i miażdżycę, aw starszym wieku (w ich przypadku jest to 10 miesięcy) mogą stracić słuch. Na pierwszy rzut oka dość wątpliwe zwierzę eksperymentalne.
Wbrew powszechnemu przekonaniu większość myszy laboratoryjnych jest szaro-czarna i należy do rasy wsobnej C57BL / 6 lub Black 6 (na zdjęciu po prawej). Ilustracja: RIA Novosti.
Nie tak głupi, jak się powszechnie uważa
Film promocyjny:
„Zwierzęta są potrzebne do modelowania chorób. Oczywiście naczelne są najbliżej ludzi, ale badania nad nimi są bardzo kosztowne i istnieje ogromna (i rosnąca!) Presja społeczna na eksperymenty na małpach. Dlatego obecnie na myszach symuluje się wiele różnych chorób, w tym neurologicznych - nawet zaburzenia ze spektrum autyzmu i ciężką schizofrenię. Ale w przypadku takich modeli musisz wycisnąć z myszy przynajmniej część zdolności poznawczych. W końcu, jeśli na przykład musisz zidentyfikować związek między pewnym genem a niską inteligencją, to logiczne jest wyłączenie tego genu i zobaczenie: czy zwierzę jest głupie czy mądrzejsze? Okazało się, że o zdolnościach umysłowych gryzoni najlepiej przemawiają nie zagadki typu „znajdź wyjście z labiryntu” czy „zapamiętaj położenie karmnika”, ale wokalizacje”,- powiedział RIA Novosti pracownik Instytutu Biologii i Medycyny Państwowego Uniwersytetu w Niżnym Nowogrodzie im. Łobaczewskiego Aleksandra Iwanenki.
Przez ostatnie dwa lata Ivanenko wraz ze współpracownikami z Holandii i Niemiec próbowali stworzyć najprostszy algorytm dekodowania takich wokalizacji myszy - złożonych sekwencji dźwięków leżących w zakresie od 50 do 100 kiloherców i nie odbieranych przez ludzkie ucho. W rezultacie naukowcy udowodnili, że kobiety i mężczyźni śpiewają różne „piosenki”. Wytrenowali sztuczne sieci neuronowe do rozpoznawania płci „piosenkarza” i jego odpowiednika.
„Nikt jeszcze tak naprawdę nie rozgryzł wokalizacji, ale wszyscy podejrzewają, że kryją się za tym jakieś procesy myślowe - spektrogramy wyraźnie niosą ze sobą jakąś semantykę. Jeśli rozumiesz, co kryje się za strukturą wokalizacji, możesz zacząć wyłączać różne geny i zobaczyć, co się zmieniło w tej strukturze. Oznacza to, że jest potencjalnym źródłem nowych modeli dla każdej neurologii (w tym zaburzeń mowy)”- wyjaśnia Aleksander Iwanenko.
Serenady przy prętach klatki
Amerykańscy neuronaukowcy doszli do podobnych wniosków, gdy przeanalizowali „składnię” wokalizacji gryzoni i udowodnili, że pewne mutacje genetyczne mogą powodować „związanie języka” u tych zwierząt.
Samce myszy z wadliwym analogiem genu Foxp2 (u ludzi powoduje on specyficzne zaburzenie mowy) umieszczono w różnych kontekstach społecznych: najpierw w klatce z przebudzoną lub śpiącą samicą, następnie ze śpiącym samcem, a na końcu w klatce z moczem samicy. Za każdym razem badacze rejestrowali ultradźwiękowe wokalizacje gryzoni. Okazało się, że melodia śpiewana przez samców jest silnie uzależniona od sytuacji. Na przykład podczas spotkania z płcią piękną myszy faktycznie zaczęły śpiewać serenady, a sama wokalizacja składała się ze złożonej sekwencji wysokich i niskich dźwięków i była podobna do świergotu ptaków.
Tylko samce z prawidłowymi wariantami genów były dobre w śpiewaniu. Osoby z mutacjami w Foxp2 nie były zdolne do takich wokalizacji, a ich niedokładności były porównywalne z zaburzeniami mowy występującymi u ludzi.
Śpiew chóralny jak mysz
Myszy potrafią symulować swoje wokalizacje i uczyć je nawzajem. Biolodzy z Duke University w Północnej Karolinie (USA) obserwowali przez kilka miesięcy dwa tuziny gryzoni o różnej wysokości głosek. Okazało się, że jeśli dwóch samców zostanie umieszczonych razem, to dopasują do siebie ton swoich głosów, aż zaśpiewają zgodnie. Co więcej, mniejszy samiec dostosuje wysokość swojego głosu.
Zdolność ta nazywana jest uczeniem się głosu i występuje w przyrodzie dość rzadko - tylko u niektórych gatunków ptaków (papug i szpaków), wielorybów, delfinów, fok, słoni i nietoperzy. Wszystkie te zwierzęta, w tym gryzonie, mają wyspecjalizowane struktury mózgu i cechy behawioralne, które pozwalają im zapamiętać piosenki swoich bliskich. Ponadto u myszy obszary mózgu odpowiedzialne za wokalizację znajdują się w płatach czołowych, podobnie jak u ludzi.
Zdaniem Aleksandra Iwanenki, w przyszłości badanie tych konkretnych struktur pozwoli dokładnie określić poziom zdolności poznawczych myszy i odpowiedzieć na wiele pytań dotyczących funkcjonowania ludzkiego mózgu.
„Architektura kory słuchowej (słuchowej kory mózgowej - przyp. Red.)] U myszy jest determinowana strukturą postrzeganych bodźców - byt determinuje świadomość. Zrozumiawszy jedną rzecz, można zrozumieć drugą”- uważa ekspert.
Alfiya Enikeeva