Raziskave kažejo na sinhronizacijo možganov med ljudmi in psi

Raziskave kažejo na sinhronizacijo možganov med ljudmi in psi

Študija kaže, kako medsebojno gledanje in božanje sinhronizirata človeške in pasje možgane, medtem ko z avtizmom povezane genske mutacije pri psih to povezavo zmanjšajo.

V nedavni študiji, objavljeni vNapredna znanostRaziskovalci so preučevali medvrstne možganske povezave med psi in ljudmi. Preučili so tudi, ali z avtizmom povezane genetske nepravilnosti pri psih ovirajo socialno interakcijo med pari človek-pes.

ozadje

Vez med ljudmi in psi se je sčasoma razvila, saj so bili psi udomačeni zaradi njihovih zaščitnih in lovskih sposobnosti. Postali so dragoceni člani gospodinjstva, ki nudijo družbo in čustveno podporo. Medvrstna partnerstva prinašajo vzajemne koristi, le redko dosežejo raven komunikacije med človekom in psom. Psi lahko berejo, razumejo in se odzivajo na različna človeška čustva in jezikovne znake z obrazno mimiko, vedenjem in glasovnimi toni. Vendar možganski mehanizmi, na katerih temelji socialna komunikacija med vrstami, ostajajo neznani.

O študiju

V tej študiji so raziskovalci preučevali možganske procese, ki omogočajo komunikacijo med ljudmi in psi. Preučevali so vpliv z avtizmom povezanih genskih sprememb pri psih na socialne interakcije med obema vrstama.

Neinvazivni brezžični elektroencefalogrami (EEG) so istočasno beležili možgansko aktivnost pri beaglih (psih raziskovalcih) in ljudeh med socialnimi interakcijami. Za potrditev rezultatov so raziskovalci ocenili možganske korelacije med različnimi predeli možganov v treh situacijah. Situacije niso vključevale socialne interakcije v ločenih sobah, s socialno interakcijo v eni sobi in brez socialne interakcije v eni sobi. Socialne interakcije so vključevale božanje in gledanje drug drugega.

Raziskovalci so primerjali medsebojno povezovanje možganov med popolnimi socialnimi interakcijami (medsebojno gledanje + božanje) z delno socialno interakcijo (medsebojno gledanje ali samo božanje), da bi ocenili sinergistične učinke medsebojnega pogleda in božanja na medmožgansko spajanje. Preučevali so tudi povezave med možgansko aktivnostjo med psom in človeškim udeležencem v različnih študijah in pet dni beležili možgansko aktivnost obeh vrst med socialnimi interakcijami, da bi ocenili vpliv socialne seznanjenosti na živčno povezovanje med možgani.

Anatomija človeških možganov

Raziskovalci so nato izvedli dodatno petdnevno študijo, da bi ocenili trajnost oziroma spremembe v interakcijah med možgani v daljših časovnih obdobjih. Linearne regresije so preučevale razmerje med trajanjem socialnih interakcij in medmožgansko aktivnostjo. Algoritmi generalizirane delno usmerjene koherence (GPDC) so ocenili usmerjenost povezovanja aktivnosti med možgani.

Raziskovalci so razvili model motenj avtističnega spektra (ASD) za pse s SH3 in večkratnimi mutacijami ankirinske ponavljajoče se domene 3 (Shank3) z uporabo urejanja genoma proteina 9 (Cas9) povezanih s strnjenimi redno medsebojno razporejenimi kratkimi palindromskimi ponovitvami (CRISPR).

Vedenjske študije, kot so trikomorni test in poskusi interakcij med človekom in psom, so pri mutantih pokazali simptome, podobne avtizmu. Pet dni so raziskovalci raziskovali nevronske možganske povezave med mutiranimi psi in ljudmi. Theta/beta valovna razmerja (TBR) kažejo na težave s pozornostjo pri mutantih med socialnimi interakcijami med ljudmi in psi.

Raziskovalci so preučevali tudi učinke dietilamida lizergične kisline (LSD), psihedelika, na delovanje možganov. Intramuskularno so dali enkratni odmerek 7,5 μg/kg telesne teže LSD in opazovali učinek po 24 urah.

Rezultati

Božanje in medsebojno strmenje sta vodila do medmožganske sinhronizacije v parietalnem in čelnem predelu možganov med interakcijo med človekom in psom. Ta področja možganov so vključena v skupno pozornost. Medmožganska povezava v teh predelih možganov psov in ljudi, ki jo je povzročilo samo medsebojno gledanje ali božanje, je bila veliko nižja od kombiniranih družbenih interakcij, vključno z božanjem in medsebojnim strmenjem.

V petih dneh se je intenzivnost sinhronizacije povečala, ko se je diada človek-pes bolj poznala. Analize linearne regresije so pokazale močno pozitivno povezavo med časom socialnega stika, korelacijami med možganskimi aktivnostmi in vrednostmi GPDC. Po enem tednu socialnih stikov je regresija logistične krivulje rasti pokazala, da je medmožganska korelacija v čelnem in temenskem predelu dosegla plato.

Medmožganske korelacije med ljudmi in psi so bile v različnih sejah precej nižje kot v istih interakcijskih sejah. Rezultati kažejo, da je medsebojno sodelovanje med psi in ljudmi ključnega pomena za nevronske povezave med možgani. Med socialno interakcijo med človekom in psom človek prevzame vodstvo, pes pa mu sledi. Mutirani psi so pokazali zmanjšano budnost in odpravili povezave med možgani. En sam odmerek LSD je rešil težave.

Sklepi

Študija je pokazala, da so nevronske sinhronizacije med možgani družinskih psov in ljudi enake tistim, ki jih opazimo pri interakcijah človek-človek. Frontoparietalna mreža je bistvena za usklajevanje dejavnosti med možgani in posvečanje pozornosti senzoričnim informacijam. Psi z mutacijami Shank3 so pokazali slabo možgansko vezje in pozornost, primerljivo s tistimi z motnjami motenj motenj motenj. En sam odmerek LSD-ja je obnovil zmanjšano možgansko povezljivost in skupno pozornost pri mutiranih psih, kar kaže na to, da lahko LSD izboljša socialno okvaro pri bolnikih z motnjami motenj spektra.

Rezultati nakazujejo možne biološke označevalce medmožganske nevronske aktivnosti za diagnozo motenj avtističnega spektra in razvoj specifičnih nehalucinogenih analogov LSD za zdravljenje socialnih primanjkljajev. Nadaljnje raziskave povezovanja možganov bi lahko izboljšale poznavanje nevroloških mehanizmov, ki so podlaga za družbene interakcije med ljudmi, ki se običajno razvijajo, in ljudmi z duševnimi boleznimi, kot je ASD.

Viri: