Η έρευνα δείχνει συγχρονισμό του εγκεφάλου μεταξύ ανθρώπων και σκύλων

Η έρευνα δείχνει συγχρονισμό του εγκεφάλου μεταξύ ανθρώπων και σκύλων

Μελέτη δείχνει πώς το να κοιτάς και να χαϊδεύεις ο ένας τον άλλον συγχρονίζει τον εγκέφαλο ανθρώπου και σκύλου, ενώ οι γονιδιακές μεταλλάξεις που σχετίζονται με τον αυτισμό σε σκύλους μειώνουν αυτή τη σύνδεση.

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στοΠροηγμένη επιστήμηΟι ερευνητές εξέτασαν εγκεφαλικές συνδέσεις μεταξύ ειδών μεταξύ σκύλων και ανθρώπων. Εξέτασαν επίσης εάν οι γενετικές ανωμαλίες που σχετίζονται με τον αυτισμό σε σκύλους εμποδίζουν την κοινωνική αλληλεπίδραση μεταξύ ζευγών ανθρώπου-σκύλου.

φόντο

Ο δεσμός μεταξύ ανθρώπων και σκύλων έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου, με τους σκύλους να εξημερώνονται για τις προστατευτικές και κυνηγετικές τους ικανότητες. Έχουν γίνει πολύτιμα μέλη του νοικοκυριού, παρέχοντας συντροφικότητα και συναισθηματική υποστήριξη. Οι συνεργασίες μεταξύ των ειδών φέρνουν αμοιβαία οφέλη, αλλά σπάνια φτάνουν στο επίπεδο επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπων και σκύλων. Τα σκυλιά μπορούν να διαβάσουν, να κατανοήσουν και να ανταποκριθούν σε διάφορα ανθρώπινα συναισθήματα και γλωσσικές ενδείξεις μέσω εκφράσεων προσώπου, συμπεριφορών και φωνητικών τόνων. Ωστόσο, οι εγκεφαλικοί μηχανισμοί που διέπουν την κοινωνική επικοινωνία μεταξύ των ειδών παραμένουν άγνωστοι.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν τις εγκεφαλικές διεργασίες που επιτρέπουν την επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων και σκύλων. Εξέτασαν την επίδραση των γονιδιακών αλλαγών που σχετίζονται με τον αυτισμό σε σκύλους στις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δύο ειδών.

Τα μη επεμβατικά ασύρματα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα (EEG) κατέγραψαν ταυτόχρονα την εγκεφαλική δραστηριότητα σε λαγωνικά (σκύλους ερευνητές) και ανθρώπους κατά τη διάρκεια κοινωνικών αλληλεπιδράσεων. Για να επικυρώσουν τα αποτελέσματα, οι ερευνητές αξιολόγησαν τις εγκεφαλικές συσχετίσεις μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου σε τρεις καταστάσεις. Οι καταστάσεις περιλάμβαναν καμία κοινωνική αλληλεπίδραση σε ξεχωριστά δωμάτια, με κοινωνική αλληλεπίδραση σε ένα δωμάτιο και χωρίς κοινωνική αλληλεπίδραση σε ένα δωμάτιο. Οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις περιελάμβαναν το χάιδεμα και το κοίταγμα ο ένας στον άλλον.

Οι ερευνητές συνέκριναν τη διαεγκεφαλική σύζευξη κατά τη διάρκεια πλήρους κοινωνικών αλληλεπιδράσεων (αμοιβαίο βλέμμα + χάιδεμα) με μερική κοινωνική αλληλεπίδραση (αμοιβαία βλέμμα ή χαϊδεύοντας μόνο) για να αξιολογήσουν τις συνεργικές επιδράσεις του αμοιβαίου βλέμματος και του χαϊδεύματος στη διαεγκεφαλική σύζευξη. Εξέτασαν επίσης τις συνδέσεις της εγκεφαλικής δραστηριότητας μεταξύ των συμμετεχόντων σκύλου και ανθρώπου σε διάφορες μελέτες και κατέγραψαν την εγκεφαλική δραστηριότητα των δύο ειδών κατά τη διάρκεια κοινωνικών αλληλεπιδράσεων για πέντε ημέρες για να αξιολογήσουν την επίδραση της κοινωνικής οικειότητας στη νευρική σύζευξη μεταξύ των εγκεφάλων.

Η ανατομία του ανθρώπινου εγκεφάλου

Στη συνέχεια, οι ερευνητές διεξήγαγαν μια επιπλέον πενθήμερη μελέτη για να αξιολογήσουν την ανθεκτικότητα ή τις αλλαγές στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των εγκεφάλων για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους. Οι γραμμικές παλινδρομήσεις εξέτασαν τη σχέση μεταξύ της διάρκειας των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων και της διαεγκεφαλικής δραστηριότητας. Οι αλγόριθμοι γενικευμένης μερικής κατευθυνόμενης συνοχής (GPDC) αξιολόγησαν την κατευθυντικότητα της σύζευξης δραστηριότητας μεταξύ των εγκεφάλων.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μοντέλο διαταραχής του φάσματος του αυτισμού (ASD) για σκύλους με μεταλλάξεις SH3 και πολλαπλών μεταλλάξεων επανάληψης αγκυρίνης τομέα 3 (Shank3) χρησιμοποιώντας επεξεργασία γονιδιώματος που σχετίζεται με την πρωτεΐνη 9 (Cas9) με ομαδοποιημένες τακτικά διακεκομμένες σύντομες παλινδρομικές επαναλήψεις (CRISPR).

Μελέτες συμπεριφοράς όπως το τεστ τριών θαλάμων και τα πειράματα αλληλεπίδρασης ανθρώπου-σκύλου έδειξαν συμπτώματα που μοιάζουν με αυτισμό στους μεταλλαγμένους. Για πέντε ημέρες, οι ερευνητές διερεύνησαν τη σύνδεση του νευρικού εγκεφάλου μεταξύ μεταλλαγμένων σκύλων και ανθρώπων. Οι αναλογίες κυμάτων θήτα/βήτα (TBR) πρότειναν προβλήματα προσοχής στους μεταλλαγμένους κατά τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ανθρώπων και σκύλων.

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης τις επιδράσεις του διαιθυλαμιδίου του λυσεργικού οξέος (LSD), ενός ψυχεδελικού, στη λειτουργία του εγκεφάλου. Χορήγησαν μια εφάπαξ δόση 7,5 μg/kg σωματικού βάρους LSD ενδομυϊκά και παρατήρησαν το αποτέλεσμα μετά από 24 ώρες.

Αποτελέσματα

Το χάιδεμα και το αμοιβαίο βλέμμα οδήγησαν σε συγχρονισμό μεταξύ των εγκεφάλων στις βρεγματικές και μετωπικές περιοχές του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια των αλληλεπιδράσεων ανθρώπου-σκύλου. Αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου εμπλέκονται στην κοινή προσοχή. Η διαεγκεφαλική συσχέτιση σε αυτές τις περιοχές του εγκεφάλου σκύλων και ανθρώπων που προκλήθηκε από την αμοιβαία ματιά ή το χάιδεμα και μόνο ήταν πολύ χαμηλότερη από τις συνδυασμένες κοινωνικές αλληλεπιδράσεις, συμπεριλαμβανομένου του χαϊδεύματος και του αμοιβαίου κοιτάγματος.

Σε διάστημα πέντε ημερών, η ένταση του συγχρονισμού αυξήθηκε καθώς η δυάδα ανθρώπου-σκύλου έγινε πιο οικεία. Οι αναλύσεις γραμμικής παλινδρόμησης αποκάλυψαν μια ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ του χρόνου κοινωνικής επαφής, των συσχετισμών μεταξύ των εγκεφαλικών δραστηριοτήτων και των τιμών GPDC. Μετά από μια εβδομάδα κοινωνικής επαφής, οι παλινδρομήσεις της λογιστικής καμπύλης ανάπτυξης έδειξαν ότι ο ενδοεγκεφαλικός συσχετισμός στις μετωπιαίες και βρεγματικές περιοχές είχε αυξηθεί.

Οι ενδοεγκεφαλικές συσχετίσεις μεταξύ ανθρώπων και σκύλων ήταν πολύ χαμηλότερες σε διαφορετικές συνεδρίες από ό,τι στις ίδιες συνεδρίες αλληλεπίδρασης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αμοιβαία εμπλοκή μεταξύ σκύλων και ανθρώπων είναι ζωτικής σημασίας για τις νευρικές συνδέσεις μεταξύ του εγκεφάλου. Κατά την κοινωνική αλληλεπίδραση ανθρώπου-σκύλου, ο άνθρωπος παίρνει το προβάδισμα και ο σκύλος ακολουθεί. Οι μεταλλαγμένοι κυνόδοντες έδειξαν μειωμένη εγρήγορση και εξάλειψαν τις συνδέσεις μεταξύ των εγκεφάλων. Μια μόνο δόση LSD έλυσε τα προβλήματα.

συμπεράσματα

Η μελέτη διαπίστωσε ότι οι νευρωνικοί συγχρονισμοί μεταξύ των εγκεφάλων μεταξύ των οικογενειακών σκύλων και των ανθρώπων είναι πανομοιότυποι με εκείνους που παρατηρούνται στις αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-ανθρώπου. Το μετωποβρεγματικό δίκτυο είναι απαραίτητο για τον συντονισμό της δραστηριότητας μεταξύ των εγκεφάλων και την προσοχή στις αισθητηριακές πληροφορίες. Οι σκύλοι με μεταλλάξεις Shank3 έδειξαν φτωχό εγκεφαλικό κύκλωμα και προσοχή συγκρίσιμες με εκείνες με ΔΑΦ. Μια μόνο δόση LSD αποκατέστησε τη μειωμένη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου και την κοινή προσοχή στους μεταλλαγμένους σκύλους, υποδηλώνοντας ότι το LSD μπορεί να βελτιώσει την κοινωνική αναπηρία σε ασθενείς με ΔΑΦ.

Τα αποτελέσματα προτείνουν πιθανούς βιολογικούς δείκτες της ενδοεγκεφαλικής νευρωνικής δραστηριότητας για τη διάγνωση διαταραχών του φάσματος του αυτισμού και την ανάπτυξη ειδικών μη παραισθησιογόνων αναλόγων LSD για τη θεραπεία κοινωνικών ελλειμμάτων. Περαιτέρω έρευνα για τη σύζευξη του εγκεφάλου θα μπορούσε να βελτιώσει τη γνώση των νευρολογικών μηχανισμών που διέπουν τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τυπικά αναπτυσσόμενων ατόμων και ατόμων με ψυχικές ασθένειες όπως η ΔΑΦ.

Πηγές: