Uuringud näitavad aju sünkroniseerimist inimeste ja koerte vahel

Uuringud näitavad aju sünkroniseerimist inimeste ja koerte vahel

Uuring näitab, kuidas üksteise vaatamine ja silitamine sünkroniseerib inimese ja koera aju, samas kui autismiga seotud geenimutatsioonid koertel vähendavad seda seost.

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastalArenenud teadusTeadlased uurisid liikidevahelisi ajuühendusi koerte ja inimeste vahel. Samuti uurisid nad, kas koerte autismiga seotud geneetilised kõrvalekalded takistavad inimese ja koera paaride vahelist sotsiaalset suhtlust.

taustal

Inimeste ja koerte vaheline side on aja jooksul arenenud ning koerad on kodustatud nende kaitse- ja jahipidamisvõimete tõttu. Neist on saanud väärtuslikud leibkonnaliikmed, kes pakuvad kaaslast ja emotsionaalset tuge. Liikidevahelised partnerlussuhted toovad vastastikust kasu, kuid harva jõuavad inimeste ja koerte vahelise suhtluse tasemele. Koerad oskavad lugeda, mõista ja reageerida erinevatele inimese emotsioonidele ja keelelistele näpunäidetele näoilmete, käitumise ja hääletoonide kaudu. Liikidevahelise sotsiaalse suhtluse aluseks olevad ajumehhanismid jäävad aga teadmata.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus uurisid teadlased ajuprotsesse, mis võimaldavad inimeste ja koerte vahelist suhtlust. Nad uurisid koerte autismiga seotud geenimuutuste mõju kahe liigi sotsiaalsele suhtlusele.

Mitteinvasiivsed juhtmevabad elektroentsefalogrammid (EEG) registreerisid samaaegselt ajutegevuse nii beaglitel (uurimiskoertel) kui ka inimestel sotsiaalse suhtluse ajal. Tulemuste kinnitamiseks hindasid teadlased aju korrelatsioone erinevate ajupiirkondade vahel kolmes olukorras. Need olukorrad hõlmasid sotsiaalset suhtlemist eraldi ruumides, sotsiaalset suhtlust ühes ruumis ja ilma sotsiaalse suhtluseta ühes ruumis. Sotsiaalne suhtlus hõlmas paitamist ja üksteisele otsa vaatamist.

Uurijad võrdlesid ajudevahelist sidumist täieliku sotsiaalse suhtluse ajal (vastastikune pilk + silitamine) osalise sotsiaalse suhtlusega (vastastikune pilk või silitamine üksi), et hinnata vastastikuse pilgu ja silitamise sünergistlikku mõju ajudevahelisele sidemele. Samuti uurisid nad erinevates uuringutes ajutegevuse seoseid koerte ja inimeste vahel ning registreerisid kahe liigi ajutegevuse sotsiaalsete interaktsioonide ajal viie päeva jooksul, et hinnata sotsiaalse tuttavuse mõju ajudevahelisele närvisidemele.

Inimese aju anatoomia

Seejärel viisid teadlased läbi täiendava viiepäevase uuringu, et hinnata ajude vaheliste interaktsioonide vastupidavust või muutusi pikema aja jooksul. Lineaarsed regressioonid uurisid sotsiaalsete interaktsioonide kestuse ja ajuülese aktiivsuse vahelist seost. Üldistatud osaliselt suunatud koherentsuse (GPDC) algoritmid hindasid ajudevahelise aktiivsuse sidumise suundumust.

Teadlased töötasid välja autismispektri häire (ASD) mudeli koertele, kellel on SH3 ja mitu ankyriini kordusdomeeni 3 (Shank3) mutatsiooni, kasutades rühmitatud korrapäraselt paiknevaid lühikesi palindroomseid kordusi (CRISPR) seotud valgu 9 (Cas9) genoomi redigeerimist.

Käitumisuuringud, nagu kolmekambriline test ja inimese-koera interaktsioonikatsed, näitasid mutantidel autismilaadseid sümptomeid. Viie päeva jooksul uurisid teadlased mutantsete koerte ja inimeste vahelist neuraalset ajuühendust. Teeta / beeta laine suhe (TBR) viitas mutantide tähelepanuprobleemidele inimeste ja koerte vahelise sotsiaalse suhtluse ajal.

Teadlased uurisid ka lüsergiinhappe dietüülamiidi (LSD), psühhedeelse aine, mõju ajufunktsioonile. Nad manustasid intramuskulaarselt LSD ühekordse annuse 7,5 μg/kg kehakaalu kohta ja jälgisid toimet 24 tunni pärast.

Tulemused

Silitamine ja vastastikune jõllitamine viisid inimese ja koera suhtlemise ajal ajudevahelise sünkroniseerimiseni aju parietaal- ja esiosa piirkondades. Need ajupiirkonnad on seotud ühise tähelepanuga. Ajudevaheline seos nendes koerte ja inimeste ajupiirkondades, mille põhjustas üksi vastastikune vaatamine või paitamine, oli palju väiksem kui kombineeritud sotsiaalne suhtlus, sealhulgas paitamine ja vastastikune jõllitamine.

Viie päeva jooksul suurenes sünkroniseerimise intensiivsus, kuna inimese-koera diaad sai tuttavamaks. Lineaarsed regressioonianalüüsid näitasid tugevat positiivset seost sotsiaalse kontakti aja, ajutegevuse korrelatsioonide ja GPDC väärtuste vahel. Pärast nädala pikkust sotsiaalset kontakti näitasid logistilise kasvukõvera regressioonid, et ajudevaheline korrelatsioon esi- ja parietaalpiirkondades oli tasapinnaline.

Inimeste ja koerte vahelised ajudevahelised korrelatsioonid olid erinevatel seanssidel palju madalamad kui samadel interaktsiooniseanssidel. Tulemused näitavad, et koerte ja inimeste vastastikune seotus on ajuvaheliste närviühenduste jaoks ülioluline. Inimese ja koera sotsiaalse suhtluse ajal võtab inimene juhtrolli ja koer järgneb. Muteerunud koerad näitasid vähenenud erksust ja kaotasid ajudevahelised ühendused. Üks annus LSD-d lahendas probleemid.

Järeldused

Uuringus leiti, et neuraalsed sünkronisatsioonid perekoerte ja inimeste aju vahel on identsed inimese ja inimese suhtluses täheldatuga. Frontoparietaalne võrk on oluline ajutegevuse koordineerimiseks ja sensoorsele teabele tähelepanu pööramiseks. Shank3 mutatsioonidega koerad näitasid kehva ajuahelat ja tähelepanu, mis on võrreldav ASD-ga koertega. Üksikannus LSD-d taastas mutantsete koerte aju ühenduvuse ja ühise tähelepanu vähenemise, mis viitab sellele, et LSD võib ASD-ga patsientide sotsiaalset kahjustust parandada.

Tulemused viitavad võimalikele ajudevahelise neuronaalse aktiivsuse bioloogilistele markeritele autismispektri häirete diagnoosimiseks ja spetsiifiliste mittehallutsinogeensete LSD analoogide väljatöötamiseks sotsiaalsete puudujääkide raviks. Täiendavad uuringud aju sidumise kohta võivad parandada teadmisi neuroloogilistest mehhanismidest, mis on tavaliselt arenevate inimeste ja vaimsete häiretega inimeste, näiteks ASD, vahel.

Allikad: