Zoologové zjistili, že po zapamatování silných potravních podnětů si jezírkoví plži lépe pamatují nové, slabší podněty. Ukázalo se, že je to možné díky zvyšující se citlivosti na potravinové podněty obecně. Studie byla publikována v časopise Věda Zálohy.
Vzpomínky se obvykle dělí na krátkodobé – ty, které trvají až několik hodin, a dlouhodobé – ty, které lze obnovit po delší době. Proces přenášení událostí z jedné kategorie do druhé je poměrně složitý a energeticky náročný, proto by bylo evolučně výhodné podřídit mu pouze ty nejdůležitější a relevantní zkušenosti. Proto můžeme očekávat, že existuje mechanismus, který pomáhá zvířatům rozlišovat takové zážitky a efektivně si je zapamatovat.
Této výzvě čelí dokonce i plži, jako jsou plži rybniční. Stejně jako savci jsou schopni se učit a pamatovat si informace, ale jejich nervový systém obsahuje stovky tisíckrát méně buněk, což z nich dělá vhodný modelový organismus. Navíc se velmi rychle učí – pokud šnekovi jen jednou předložíte neznámou neutrální látku smíchanou s jídlem, zapamatuje si ji a spojí si ji s krmením.
Vědci z University of Sussex pod vedením Michaela Crossleyho navrhli, že pravděpodobnost uložení události do dlouhodobé paměti hlemýžďů je ovlivněna předchozími zkušenostmi. Aby ověřili tuto hypotézu, provedli dvě kola výcviku zvířat. Během prvního tématu byla podávána směs vysoce koncentrovaného cukrového sirupu spolu s neutrální látkou – amylacetátem. Šnek se tak naučil vnímat amylacetát jako potravu a reagovat vhodnými pohyby tlamy (radula). Informace o amylacetátu tak přešly do dlouhodobé paměti.
Další typ tréninku – slabý – zahrnoval směs nižší koncentrace sirupu s další neutrální látkou (gama-nonalakton). Vzhledem k nedostatečnému množství potravy ve směsi nebyla druhá fáze sama o sobě účinná – šnek si nespojil gama-nonalakton s potravou. Vše se ale změnilo, když čtyři hodiny předtím dostali šneci první (silnou) fázi. Navzdory tomu, že zvířata byla ještě ve druhé fázi poprvé vystavena gama-nonalaktonu, dokázala si jej efektivně zapamatovat a spojit s potravou na úrovni dlouhodobé paměti (p < 0,05).
Vědci dospěli k závěru, že předchozí zkušenost s asociativní pamětí zlepšuje následné učení a pomáhá zvýraznit významné události pro přenos do dlouhodobé paměti. Zajímavé je, že v tomto procesu se měkkýši stali vnímavějšími na slabé podněty – častěji na ně reagovali polykacími pohyby (p < 0,05). To znamená, že předchozí zkušenost s učením ovlivnila zvířata již na úrovni vnímání.
Biologové také zkoumali aktivitu mozkových neuronů během paměti. Ukázalo se, že tento proces je v hlemýždím mozku řízen paralelními změnami nervové aktivity – některé z nich ovlivňují nervové okruhy spojené s pamětí, jiné s vnímáním potravinových podnětů.
Procesy související s pamětí jsou studovány nejen u hlemýžďů, ale také u myší. Nedávno bylo například možné ukázat, jak se u starých zvířat obnovuje pracovní paměť – pomohla v tom aktivace neuronů v předním thalamu. Kromě toho byly myši použity ke studiu toho, jak LSD ovlivňuje paměť a učení.
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.
Pití zanechalo epigenetickou stopu ve spermatu myší po měsíci střízlivosti
Ale většina transkriptomických poruch byla během této doby vyrovnána
Američtí vědci zjistili, že po dobu nejméně jednoho měsíce po ukončení chronické konzumace alkoholu zůstávají ve spermatu myší výrazné změny v nekódující RNA, které korelují s mitochondriální dysfunkcí v nadvarleti. Zpráva o práci byla zveřejněna v časopise Andrology. Tradičně je průběh těhotenství a vývoj plodu spojován se zdravím matky před početím, ale relativně nedávno se začaly hromadit důkazy, že různé faktory na otcovské straně mohou významně ovlivnit fungování placenty a vývoj. dítěte. Spermie obsahují celou řadu epigenetických informací, které jsou ovlivněny stresovými faktory, jako je nedostatek nebo nadbytek živin, zneužívání drog a látek, znečišťující látky v životním prostředí, záněty a psychické trauma, které všechny mohou negativně ovlivnit zdraví potomků. Biochemické mechanismy působení těchto epigenetických modifikátorů však zůstávají nedostatečně pochopeny. Na tyto účinky alkoholu se kvůli rozšířenosti jeho užívání ve většině zemí světa zaměřili vědci z Texas A&M University pod vedením Michaela Goldinga. V této práci byly použity tři náhodně vybrané skupiny samců myší standardního kmene C57BL/6J. Ve věku 90 dnů zahájili dlouhodobý pitný protokol DID (Drinking in the Dark). Hodinu po začátku tmavého (aktivního) cirkadiánního cyklu byla zvířatům z různých skupin poskytnuta napáječka na čtyři hodiny, respektive šestiprocentní roztok ethylalkoholu, desetiprocentní roztok a destilovaná voda. Všichni byli chováni v pohodlných podmínkách a nebyli omezeni v jídle. DID pokračovalo po dobu 10 týdnů (přibližně dva cykly myší spermatogeneze), během kterých byla zaznamenávána tělesná hmotnost a příjem tekutin. Některá zvířata z každé skupiny byla ihned poté utracena pro analýzu tkání a spermatu, ostatní byla usmrcena po čtyřech týdnech bez pití alkoholu. Spermie byly získány z těla a ocasu nadvarlete (epididimis; zárodečné buňky vstupují do hlavy varlete a po dozrání se pohybují tělem a ocasem do chámovodu). Analýza transkriptomu hlavičky nadvarlete ukázala, že u aktivně pijících myší je významně změněna exprese genů, které se podílejí na procesech souvisejících s mitochondriální dysfunkcí, oxidativní fosforylací a generalizovanou stresovou reakcí (signální dráhy EIF2, EIFI4 a p70S6k). Tento profil byl prakticky nezávislý na koncentraci alkoholu, i když při pití desetiprocentního roztoku byl počet odlišně exprimovaných genů větší. Po čtyřech týdnech abstinence od alkoholu nebyly žádné takové změny pozorovány, to znamená, že byly reverzibilní. Počet kopií mitochondriální DNA byl významně zvýšen v jaterní tkáni, hlavě a ocasu nadvarlete během aktivní konzumace jakékoli koncentrace alkoholu; v jeho těle zmenšené a ve varlatech nezměněné. Po čtyřech týdnech střízlivosti se tento indikátor vrátil k normálu v játrech, hlavě a ocasu nadvarlete, ale v jeho těle zůstal výrazně pozměněn. Kontrolní analýza kryokonzervovaných spermií od pijících myší odebraných v předchozích experimentech in vitro fertilizace odhalila zvýšení počtu kopií mitochondriální DNA, což je spojeno s nižší pravděpodobností oplodnění vajíček a produkce vysoce kvalitních embryí. Srovnání transkriptomů spermií měsíc po vysazení DID ukázalo, že po požití alkoholu byla exprese mikroRNA mir-100a přibližně 196krát zvýšená ve srovnání s kontrolní skupinou. Tato nekódující RNA je indukována během buněčné antioxidační odpovědi spouštěné signální dráhou NRF2, což je v souladu s výsledky transkriptomické analýzy caput epididymis. Pravidelná konzumace alkoholu tak u myší způsobuje epigenetické změny a mitochondriální dysfunkci spermií, jejichž příznaky přetrvávají měsíc po jejím vysazení. Přitom mir-196a a počet kopií mitochondriální DNA si zaslouží pozornost jako biomarkery kvality spermií při abstinenci od alkoholu, uzavírají autoři práce. Jak poznamenal Golding, vzhledem k tomu, že produkce spermií u lidí trvá asi 60 dní a proces zotavení ze systematické konzumace alkoholu trvá nejméně měsíc, měli by se muži vzdát alkoholu alespoň tři měsíce před pokusem o otěhotnění.
Jednoduchý hroznový hlemýžď má základy emocí a paměti, jejichž mechanismy ještě nebyly prozkoumány, stejně jako schopnost změnit pohlaví a jedinečné „šipky Cupida“, řekl vedoucí laboratoře buněčné neurobiologie tréninku na Ústavu vyšší nervové aktivity a neurofyziologie Ruské akademie věd, akademik Pavel Balaban, v rozhovoru pro RIA Novosti.
Akademik Balaban podal zprávu o výsledcích mnohaletého studia hlemýžďů na první mezinárodní konferenci „Animal Consciousness“ v Dharamsale (Indie). Vícedenní fórum pořádá v květnu skupina předních ruských a zahraničních badatelů z různých vědeckých oblastí v rámci dialogu s buddhistickými vědci, z iniciativy dalajlámy a za jeho účasti.
„Hlemýžď má začátky emocí. Má všechny hormony, které jsou spojeny s emocemi, a aktivně pracují. Behaviorálně lze prokázat, že když jsou stimulovány určité oblasti mozku – specifické neuronové sítě – hlemýždi zažívají něco, co je způsobí, že situaci opakují znovu a znovu. V lidském chápání je to pozitivní emoce,“ řekl RIA Novosti akademik Balaban.
Emocionální postoj, dodal, znamená „pozitivní nebo negativní“. “To znamená, že probíhá hodnocení,” vysvětlil mluvčí agentury.
Nejzajímavější podle něj je, že pokud elektricky stimulujete síť (neurony), která souvisí se sexuálním chováním hlemýždě, tak on „aktivuje chování, které je pozitivní, to znamená, že se mu tato situace líbí – a v své chování se snaží opakovat.” A pokud stimulujete oblasti mozku, které jsou spojeny s obranným chováním, pak tuto stimulaci nechce reprodukovat.
Jasně se to projevuje na úspěšném experimentu, který vlastně opakuje známý experiment „sebestimulace krys“ stisknutím tlapky „pleasure“.
„Pokud je u hlavy šneka jehla, ze které vychází stimulace, kterou šnek nemá rád, a jednoduše se jí vyhýbá. Po jednom nebo dvou dotecích a obdržení zjevně nepříjemných pocitů se jí už nikdy nedotkne. A pokud se hlemýžď cítí příjemně, pak zvedne hlavu a uzavře tento kontakt,“ řekl výzkumník.
“Je na ní něco chytrého”
Kromě emocí má šnek paměť. „A jaký jeden! Má všechny typy paměti,“ zdůraznil akademik Balaban.
Na otázku, zda data z jeho výzkumu přibližují vědecký svět k objasnění otázky přítomnosti vědomí či inteligence u zvířat, zejména u hlemýžďů, odpověděl akademik Balan kladně.
„Můžeme říci, že je v tom něco inteligentního, vědomého (hlemýžď). Protože pojem „vědomí“ nutně zahrnuje paměť a emoce,“ řekl.
Akademik zároveň připomněl, že dnes mezi vědci v různých oborech neexistuje jediná definice pojmu „vědomí“.
Geny pro učení a paměť
Do budoucna považuje akademik Balaban za důležité studovat především „molekulární mechanismy emocí“ hlemýžďů a „molekulární mechanismy paměti“, které dosud neobjevili.
„Dnes můžeme říci, že hledáme geny, které jsou specificky spojeny s učením a pamětí. Liší se od ostatních genů, které se téměř všechny podílejí na učení a paměti. Rozdíly jsou v regulaci: regulace těchto genů specificky spojených s učením a pamětí probíhá odlišně,“ řekl mluvčí agentury.
Výzkum molekulárních mechanismů a hormonů je nejslibnější při aplikaci na člověka. Navzdory skutečnosti, že „hormony jsou všechny zcela odlišné, dokonce i u myší a potkanů“, různá zvířata stále „mají některé látky, které jsou konzervované“.
“Existují stejné mediátory a receptory pro ně jsou velmi podobné – v nás a v hlemýžďích.” To je ůžasné. Některé molekulární mechanismy se proto dají studovat u takto jednoduchých zvířat,“ domnívá se akademik Balaban.
Majitel „šípů lásky“
“Hlemýžď je jediné známé zvíře, které ovládá takzvané “šípy lásky, Amor nebo Amor.” To bylo popsáno již v 19. století,“ poznamenal akademik Balaban.
Podle něj je „šíp lásky“ pro šneky „prvkem sociální interakce“. Používají ho při chovu, zhruba polovinu času.
“Pokud je jeden z partnerů s něčím nespokojený a odejde, druhý na něj vystřelí “Amorův šíp” – kalciovou jehlu obsahující speciální látku – a po 15 minutách je partner připraven k oplodnění,” řekl vědec.
Hlemýždi jsou hermafroditi, ale mají pouze křížové oplodnění, takže část populace plní „mužské“ funkce a část „ženské“. Každý plž může „změnit pohlaví“ zhruba jednou za rok – několikrát za život. Hormony jsou nezbytné pro usnadnění hledání partnera opačného pohlaví v daném období a úspěšného oplodnění. Hlemýžď vstupuje do vztahu s partnerem, jehož výsledkem jsou potomci, pouze jednou za rok, ale proces trvá asi šest hodin.
Další zajímavostí je, že novorození šneci jsou naprosto nebojácní.
“A zdá se, že první měsíc nemají žádný pocit bolesti,” dodal akademik Balaban.
Mediátorový systém novorozených šneků se podle něj vyvíjí sekvenčně.
„První tři až čtyři týdny se neuvolňují mediátory spojené se strachem a teprve asi měsíc po narození se chování hlemýždě přiblíží chování dospělého (když už prudce reaguje např. na jehlu, která se do něj dostane ). Je to asi tím, že miminka nejprve sedí v jednom hnízdě, a pak by se tam neměla bát odejít, přestože jsou oblíbenou potravou všech zvířat,“ vysvětlil vědec.
Věda dnes ví, že suchozemští šneci žijí dlouho – 8–10 let. Pokud jde o počet neuronů, hlemýždi mají asi sto tisíc – to je poměrně hodně: více než většina mořských živočichů a červů. Ale u myší a krys jsou miliardy neuronů, rozdíl je řádový.
První kniha věnovaná šnekovi hroznovému jako předmětu výzkumu byla vydána v 17. století v Evropě.
“Toto je oblíbený předmět výzkumu, je také jedlý: Italové a Francouzi často jedí šneky,” dodal Balaban.
Kromě toho, že se šneci jedí, jsou také ničeni „barbarským způsobem“, protože jsou to „zemědělští škůdci“.
Jak však studie ukazují, hlemýždi, kteří mají základy emocí a paměti, se „dají naučit“. Ruští i zahraniční účastníci konference Animal Consciousness došli k závěru, že čím více se člověk dozví o jiných živých bytostech, tím promyšleněji a pečlivěji s nimi dokáže udržovat soužití a snaží se minimalizovat jejich utrpení.
Více než 70 vědců z Ruska, Indie, Velké Británie, Německa, Francie, Španělska, Švédska, Izraele, USA, Kanady, Japonska a Austrálie přijelo na první fórum o vědomí zvířat v Dharamsale, kde sídlí dalajlama. nachází se. Konferenci pořádal Institut pro pokročilý výzkum mozku Moskevské státní univerzity pojmenované po M. V. Lomonosovovi, Moskevská nadace „Save Tibet“ ve spolupráci s Knihovnou tibetských děl a archivů (Dharamsala) a Nadací pro podporu humánního a odpovědného zacházení s Zvířata “Větrná kočka” (Moskva).
Text: Olga Lipich.
Zdroj: RIA Novosti.
