Pētījumi liecina par smadzeņu sinhronizāciju starp cilvēkiem un suņiem

Pētījumi liecina par smadzeņu sinhronizāciju starp cilvēkiem un suņiem

Pētījums parāda, kā skatīšanās un glāstīšana vienam uz otru sinhronizē cilvēka un suņa smadzenes, savukārt ar autismu saistītas gēnu mutācijas suņiem samazina šo saikni.

Nesenā pētījumā, kas publicētsProgresīvā zinātnePētnieki pētīja starpsugu smadzeņu savienojumus starp suņiem un cilvēkiem. Viņi arī pārbaudīja, vai ar autismu saistītas ģenētiskās anomālijas suņiem kavē sociālo mijiedarbību starp cilvēku un suņu pāriem.

fons

Saikne starp cilvēkiem un suņiem laika gaitā ir attīstījusies, suņus pieradinot to aizsardzības un medību spēju dēļ. Viņi ir kļuvuši par vērtīgiem mājsaimniecības locekļiem, sniedzot biedrību un emocionālu atbalstu. Starpsugu partnerības sniedz savstarpēju labumu, bet reti sasniedz saziņas līmeni starp cilvēkiem un suņiem. Suņi var lasīt, saprast un reaģēt uz dažādām cilvēka emocijām un lingvistiskām norādēm, izmantojot sejas izteiksmes, uzvedību un balss toņus. Tomēr smadzeņu mehānismi, kas ir sociālās saziņas pamatā starp sugām, joprojām nav zināmi.

Par pētījumu

Šajā pētījumā pētnieki pētīja smadzeņu procesus, kas nodrošina saziņu starp cilvēkiem un suņiem. Viņi pētīja ar autismu saistīto gēnu izmaiņu ietekmi suņiem uz sociālo mijiedarbību starp abām sugām.

Neinvazīvās bezvadu elektroencefalogrammas (EEG) vienlaikus reģistrēja smadzeņu darbību bīgliem (pētniecības suņiem) un cilvēkiem sociālās mijiedarbības laikā. Lai apstiprinātu rezultātus, pētnieki novērtēja smadzeņu korelācijas starp dažādām smadzeņu zonām trīs situācijās. Situācijas ietvēra bez sociālās mijiedarbības atsevišķās telpās, ar sociālo mijiedarbību vienā telpā un bez sociālās mijiedarbības vienā telpā. Sociālā mijiedarbība ietvēra glāstīšanu un skatīšanos vienam uz otru.

Pētnieki salīdzināja starpsmadzeņu savienojumu pilnīgas sociālās mijiedarbības laikā (savstarpējs skatiens + glāstīšana) ar daļēju sociālo mijiedarbību (savstarpējs skatiens vai tikai glāstīšana), lai novērtētu savstarpēja skatiena un glāstīšanas sinerģisko ietekmi uz starpsmadzeņu savienojumu. Viņi arī pētīja smadzeņu aktivitātes savienojumus starp suņu un cilvēku dalībniekiem dažādos pētījumos un reģistrēja divu sugu smadzeņu darbību sociālās mijiedarbības laikā piecas dienas, lai novērtētu sociālās pazīšanas ietekmi uz nervu savienojumu starp smadzenēm.

Cilvēka smadzeņu anatomija

Pēc tam pētnieki veica papildu piecu dienu pētījumu, lai novērtētu smadzeņu mijiedarbības izturību vai izmaiņas ilgākā laika periodā. Lineārās regresijas pārbaudīja saistību starp sociālās mijiedarbības ilgumu un starpsmadzeņu aktivitāti. Vispārējās daļēji virzītās koherences (GPDC) algoritmi novērtēja aktivitāšu savienojuma virzienu starp smadzenēm.

Pētnieki izstrādāja autisma spektra traucējumu (ASD) modeli suņiem ar SH3 un vairākām ankirīna atkārtojuma domēna 3 (Shank3) mutācijām, izmantojot klasterizētus, regulāri izvietotus īsus palindromiskus atkārtojumus (CRISPR) saistītus proteīna 9 (Cas9) genoma rediģēšanu.

Uzvedības pētījumi, piemēram, trīs kameru tests un cilvēka un suņa mijiedarbības eksperimenti, parādīja autismam līdzīgus simptomus mutantiem. Piecas dienas pētnieki pētīja neironu smadzeņu savienojumu starp mutantu suņiem un cilvēkiem. Teta / beta viļņu attiecības (TBR) liecināja par mutantu uzmanības problēmām cilvēku un suņu sociālās mijiedarbības laikā.

Pētnieki arī pētīja lizergīnskābes dietilamīda (LSD), psihodēliskā līdzekļa, ietekmi uz smadzeņu darbību. Viņi intramuskulāri ievadīja vienu LSD devu 7,5 μg/kg ķermeņa svara un novēroja efektu pēc 24 stundām.

Rezultāti

Glāstīšana un savstarpēja skatīšanās izraisīja starpsmadzeņu sinhronizāciju smadzeņu parietālajā un frontālajā zonā cilvēka un suņa mijiedarbības laikā. Šīs smadzeņu zonas ir iesaistītas kopīgajā uzmanībā. Starpsmadzeņu asociācija šajos suņu un cilvēku smadzeņu apgabalos, ko izraisīja savstarpēja skatīšanās vai glāstīšana vien, bija daudz zemāka nekā kombinētā sociālā mijiedarbība, tostarp glāstīšana un savstarpēja skatīšanās.

Piecu dienu laikā sinhronizācijas intensitāte palielinājās, jo cilvēka un suņa diāde kļuva pazīstamāka. Lineārās regresijas analīzes atklāja spēcīgu pozitīvu saistību starp sociālā kontakta laiku, korelācijām starp smadzeņu aktivitātēm un GPDC vērtībām. Pēc nedēļas sociālā kontakta loģistiskās izaugsmes līknes regresijas parādīja, ka starpsmadzeņu korelācija frontālajā un parietālajā zonā ir izlīdzinājusies.

Starpsmadzeņu korelācijas starp cilvēkiem un suņiem dažādās sesijās bija daudz zemākas nekā tajās pašās mijiedarbības sesijās. Rezultāti liecina, ka suņu un cilvēku savstarpēja saikne ir ļoti svarīga nervu savienojumiem starp smadzenēm. Cilvēka un suņa sociālās mijiedarbības laikā cilvēks uzņemas vadību, bet suns seko. Mutētie ilkņi parādīja samazinātu modrību un likvidēja savienojumus starp smadzenēm. Viena LSD deva atrisināja problēmas.

Secinājumi

Pētījumā konstatēts, ka nervu sinhronizācija starp smadzenēm starp ģimenes suņiem un cilvēkiem ir identiska tām, kas novērotas cilvēka un cilvēka mijiedarbībā. Frontoparietālais tīkls ir būtisks, lai koordinētu darbību starp smadzenēm un pievērstu uzmanību sensorajai informācijai. Suņiem ar Shank3 mutācijām bija slikta smadzeņu shēma un uzmanība, kas ir salīdzināma ar suņiem ar ASD. Viena LSD deva atjaunoja samazinātu smadzeņu savienojamību un kopīgo uzmanību suņiem mutantiem, kas liecina, ka LSD var uzlabot sociālos traucējumus ASD pacientiem.

Rezultāti liecina par iespējamiem starpsmadzeņu neironu aktivitātes bioloģiskajiem marķieriem, lai diagnosticētu autisma spektra traucējumus un izstrādātu specifiskus nehalucinogēnu LSD analogus, lai ārstētu sociālo deficītu. Turpmāki pētījumi par smadzeņu savienošanu varētu uzlabot zināšanas par neiroloģiskajiem mehānismiem, kas ir pamatā sociālajai mijiedarbībai starp parasti jaunattīstības cilvēkiem un cilvēkiem ar garīgām slimībām, piemēram, ASD.

Avoti: