Gombnyomásra gyilkológéppé változtak az egerek

2017.01.21. 14:13

A zsákmányszerző ölés ősi, ám igen összetett viselkedési és mozgásmintázat. Amerikai kutatók precíz agyi stimulációval derítették fel, hogy egerekben mely agyterületeknek kell összedolgozniuk a sikeres vadászathoz.

A Yale Egyetem kutatói azonosították azokat az agyi áramköröket, amelyek a zsákmányszerző viselkedést koordinálják – adta hírül a Cell magazin január 12-i száma. A szóban forgó idegsejtcsoportok az agy érzelmekért és motivációkért felelős központjában, a mandulamagban vagy amygdalában helyezkednek el. Az egyik sejtcsoport a préda követésére készteti az állatot, míg egy másik neuroncsoport az állkapocs és a nyak izmainak mozgását hangolja össze a vadászharapás közben.

Lézerrel változtatták zombivá őket

A tudósok az ún. optogenetika eszközeit felhasználva elérték, hogy fénnyel történő ingerlés hatására az idegsejtek jól körülírt csoportjai működésbe jöjjenek. Amíg az ingerléshez használt lézert kikapcsolt állapotban tartották, az állatok normálisan viselkedtek. Amint azonban bekapcsolták a fényt, az egerek rögtön olyan benyomást keltettek, mint a zombik a Walking Dead sorozatban:  szinte bármit megtámadtak és megharaptak, ami az utjukba került, még az itatópalackok kupakját és a rágcsálnivalónak adott fadarabokat is.

Kísérleti egérForrás: AFP

„Ahogy bekapcsoltuk a lézert, az egerek máris ráugrottak a legközelebbi tárgyra, és mancsaik között szorítva hevesen harapdálni kezdték, mintha el akarnák fogni, és meg akarnák ölni" - mesélte a kutatást vezető Ivan de Araujo, a Yale orvosi karának pszichiátria előadója.

A zombis hasonlat persze csak bizonyos mértékig helytálló – tette hozzá de Araujo –, hiszen a zsákmányszerző-vadászó viselkedés nagyon is kontrollált és rendkívül összetett viselkedésmintázat,  amely a legtöbb, állkapoccsal rendelkező gerinces közös öröksége, beleértve az embert is. „A zsákmányszerző viselkedés egyike az agyat alakító jelentős evolúciós hajtóerőknek. Kell, hogy létezzék egy ősi, agykéreg alatti pálya, amely összekapcsolja az érzékszervi bemenetet az állkapocs harapó mozgásával" - szögezte le a kutató.

Társaikat nem támadták meg

Érdekes módon a „gyilkos" egerek a ketrecben lévő társaikat nem támadták meg. Szintén figyelemre méltó volt az éhség befolyása a vadászó viselkedésre: a fénystimuláció alatt álló egerek agresszívabban üldözték vélt prédájukat, ha éhesek voltak, mint ha jóllakottan végezték velük a kísérletet.

Kísérleti egérForrás: Science Photo Library/National Cancer Institute

„A felfedezett agyi rendszer nem egyfajta céltalan, általánosított agressziót vált ki – hangsúlyozta de Araujo -, hanem attól függően működik, hogy mennyire érdekelt az állat a táplálékszerzésben."

Természetes táplálkozási viselkedés

De Araujót eredendően az állatok természetes táplálkozási viselkedése érdekelte. Kutatócsoportja korábban azt figyelte, hogyan élnek és táplálkoznak az egerek lakóketreceikben, ám hamar rájöttek, hogy ez nem viszi őket sokkal közelebb a megfejtéshez.

„Ezeknek az egereknek semmi más dolguk nincs, mint elrágcsálni a tápot, amit beteszünk nekik a ketrecbe. Elkezdtem azt érezni, hogy ennek a viselkedésnek nem sok köze van a természethez"  - mondta a laborvezető.

Vadászattal kapcsolatos agyi területek

A természeteshez közeli viselkedés felderítésének vágyából nőtt ki az a korábbi kutatás, melynek során de Araujo és munkatársai feltérképezték a vadászattal és táplálkozással kapcsolatos agyi területeket. Számos agyterület mutatott aktivitást ezeknek a tevékenységeknek a során; ezek közül azt a régiót követték kiemelt figyelemmel, amely szinte kizárólag a vadászat során aktiválódott, evés közben nem.

Kimutatták, hogy ez az amygdala középső idegmagvaként  ismert terület olyan egyéb agyi központokkal is kapcsolatban áll, amelyek a vadászatban részt vevő – például állkapcsi és nyaki – izmokat vezérlik.

„Az azonosított terület elhelyezkedése és kapcsolatai alapján tökéletesen megfelelt egy olyan központtal szemben támasztott elvárásoknak, amelynek feladata a vadászattal összefüggő mozgásmintázatok irányítása" - nyugtázta de Araujo.

Optogenetika agykutatásForrás: MTA

Az amygdala középső magvának különböző idegsejttípusait szelektív módon befolyásolva kiderítették, hogy a neuronok egyik csoportja felelős a préda üldözéséért, míg egy másik sejtcsoport vezérli a vadászharapást. A kísérletekben prédának részint élettelen helyettesítőket – fadarabokat, kupakokat, mozgó műrovarokat –, részint pedig valódi, élő rovarokat használtak.

Idegsejtek szelektív irtása

A kutatók olyan kísérletet is végeztek, amelyben egyik vagy másik idegsejtcsoportot szelektíven kiirtották. Azt találták, hogy ha a harapásért felelős idegsejteket elpusztították, az egerek üldözték és elfogták ugyan, de nem ölték meg prédájukat:  vadászharapásuk erőssége 50 százalékkal csökkent, ezáltal a gyilkos mozzanat lényege elmaradt.

A kutatócsoport a továbbiakban azt szeretné tisztázni, hogy az amygdala érzékszervi bemenete miként váltja ki a zsákmányszerző viselkedést, illetve hogyan történik az üldözést és az ölést irányító sejtcsoportok koordinációja.

„Most már, hogy ismerjük a központok anatómiai elhelyezkedését, a jövőben még pontosabban tudjuk manipulálni a működésüket" - hangoztatta de Araujo.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK