Изследванията показват синхронизиране на мозъка между хора и кучета

Изследванията показват синхронизиране на мозъка между хора и кучета

Проучване показва как взаимното гледане и галене синхронизира човешкия и кучешкия мозък, докато свързаните с аутизма генни мутации при кучета намаляват тази връзка.

В скорошно проучване, публикувано вНапреднала наукаИзследователите са изследвали междувидовите мозъчни връзки между кучета и хора. Те също така изследваха дали свързаните с аутизма генетични аномалии при кучета възпрепятстват социалното взаимодействие между двойките човек-куче.

фон

Връзката между хората и кучетата се е развила с течение на времето, като кучетата са опитомени заради техните защитни и ловни способности. Те са се превърнали в ценни членове на домакинството, осигуряващи приятелство и емоционална подкрепа. Междувидовите партньорства носят взаимни ползи, но рядко достигат нивото на общуване между хора и кучета. Кучетата могат да четат, разбират и реагират на различни човешки емоции и езикови сигнали чрез изражения на лицето, поведение и гласови тонове. Въпреки това, мозъчните механизми, които са в основата на социалната комуникация между видовете, остават неизвестни.

Относно изследването

В настоящото изследване изследователите изследват мозъчните процеси, които позволяват комуникацията между хора и кучета. Те изследват влиянието на свързаните с аутизма генни промени при кучета върху социалните взаимодействия между двата вида.

Неинвазивни безжични електроенцефалограми (ЕЕГ) записват едновременно мозъчната активност при гончета (кучета за изследване) и хора по време на социални взаимодействия. За да потвърдят резултатите, изследователите оцениха мозъчните корелации между различни области на мозъка в три ситуации. Ситуациите не включват социално взаимодействие в отделни стаи, със социално взаимодействие в една стая и без социално взаимодействие в една стая. Социалните взаимодействия включват галене и гледане един на друг.

Изследователите сравняват междумозъчното свързване по време на пълни социални взаимодействия (взаимен поглед + поглаждане) с частично социално взаимодействие (взаимен поглед или самостоятелно поглаждане), за да оценят синергичните ефекти на взаимния поглед и поглаждане върху междумозъчното свързване. Те също така изследваха връзките на мозъчната активност между куче и хора участници в различни проучвания и записаха мозъчната активност на двата вида по време на социални взаимодействия в продължение на пет дни, за да оценят влиянието на социалното познаване върху невронното свързване между мозъците.

Анатомията на човешкия мозък

След това изследователите проведоха допълнително петдневно проучване, за да оценят трайността или промените във взаимодействията между мозъците за по-дълги периоди от време. Линейните регресии изследват връзката между продължителността на социалните взаимодействия и кръстосаната мозъчна активност. Алгоритмите за генерализирана частично насочена кохерентност (GPDC) оценяват насочеността на свързването на активността между мозъците.

Изследователите разработиха модел на разстройство от аутистичния спектър (ASD) за кучета с SH3 и множество мутации на анкиринов повторен домейн 3 (Shank3), използвайки редактиране на генома на клъстерирани редовно разположени къси палиндромни повторения (CRISPR), свързани с протеин 9 (Cas9).

Изследвания на поведението като трикамерен тест и експерименти за взаимодействие човек-куче показват симптоми, подобни на аутизма при мутантите. В продължение на пет дни изследователите изследваха невронната мозъчна връзка между мутантни кучета и хора. Тета/бета вълновите съотношения (TBR) предполагат проблеми с вниманието при мутантите по време на социални взаимодействия между хора и кучета.

Изследователите също изследват ефектите на диетиламида на лизергиновата киселина (LSD), психеделик, върху мозъчната функция. Те прилагат единична доза от 7,5 μg/kg телесно тегло LSD интрамускулно и наблюдават ефекта след 24 часа.

Резултати

Поглаждането и взаимното втренчване доведоха до междумозъчна синхронизация в теменните и фронталните области на мозъка по време на взаимодействието човек-куче. Тези области на мозъка участват в съвместното внимание. Междумозъчната асоциация в тези области на мозъка на кучета и хора, причинена само от взаимно гледане или галене, е много по-ниска от комбинираните социални взаимодействия, включително галене и взаимно гледане.

В продължение на пет дни интензивността на синхронизацията се увеличи, тъй като двойката човек-куче стана по-позната. Анализите на линейната регресия разкриха силна положителна връзка между времето на социален контакт, корелациите между мозъчните дейности и стойностите на GPDC. След една седмица социален контакт регресията на логистичната крива на растеж показа, че междумозъчната корелация във фронталните и теменните области е достигнала плато.

Междумозъчните корелации между хора и кучета са много по-ниски в различни сесии, отколкото в същите сесии на взаимодействие. Резултатите показват, че взаимната ангажираност между кучета и хора е от решаващо значение за невронните връзки между мозъците. По време на социалното взаимодействие човек-куче човекът поема водеща роля, а кучето го следва. Мутиралите кучета показаха намалена бдителност и елиминирани връзки между мозъците. Една доза LSD решава проблемите.

Изводи

Проучването установи, че невронните синхронизации между мозъците между семейни кучета и хора са идентични с тези, наблюдавани при взаимодействията човек-човек. Фронтопариеталната мрежа е от съществено значение за координирането на дейността между мозъците и обръщането на внимание на сензорната информация. Кучетата с Shank3 мутации показват лоша мозъчна верига и внимание, сравними с тези с ASD. Единична доза LSD възстановява намалената мозъчна свързаност и ставното внимание при мутантните кучета, което предполага, че LSD може да подобри социалното увреждане при пациенти с ASD.

Резултатите предполагат възможни биологични маркери на междумозъчна невронна активност за диагностика на разстройства от аутистичния спектър и разработването на специфични нехалюциногенни аналози на LSD за лечение на социални дефицити. По-нататъшните изследвания на мозъчното свързване биха могли да подобрят познанията за неврологичните механизми, които са в основата на социалните взаимодействия между типично развиващите се хора и хората с психични заболявания като ASD.

източници: