Kognitywistyka

Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II

O mózgach ryjówek, które kurczą się zimą i rosną na wiosnę

Najmniejszy ssak lądowy, ryjówka etruska (Suncus etruscus), jest mniej więcej tak duży jak kciuk człowieka i nie cięższy niż kilka spinaczy do papieru. Aby mieć wystarczającą ilość energii do przeżycia, musi codziennie jeść osiem lub więcej razy więcej niż jego waga, no i z tej przyczyny nie zapada w stan hibernacji. Zamiast hibernacji, według badania opublikowanego 30 listopada w Proceedings of the National Academy of Sciences, zimą ryjówki te tracą 28 procent objętości z kory somatosensorycznej, co prawdopodobnie pomaga im znacząco oszczędzać energię.

Naukowcy wykazali wcześniej, że inne ryjówki – ryjówki czerwonozębne – rodzą się i dorastają do pełnego rozmiaru ciała w ciągu jednego lata. Następnie jesienią zaczynają się zmniejszać – zmniejsza się u nich długość kręgosłupa, wielkość czaszki, mózgu, kości, narządów, takich jak wątroba, i maleje masa ciała – osiągając najmniejsze rozmiary zimą. Gdzieś w okolicach lutego zaczynają ponownie rosnąć i osiągają szczyt wielkości, gdy dojrzewają płciowo na wiosnę. Następnie rozmnażają się tylko raz i wkrótce potem umierają. Ten cykl jest znany jako zjawisko Dehnela (zjawisko polegające na tym, że zwierzę, które nie jest hibernatorem wciąż wdraża strategie „zimowego” oszczędzania).

Zespół Raya opisał kurczenie się mózgu ryjówek etruskich w korze somatosensorycznej, w obszarze, który odbiera bodźce sensoryczne z wąsów zwierząt, których używają podczas polowań. Jedna warstwa kory somatosensorycznej zmniejszyła się o 28 procent zimą i zwiększyła się o 29 procent następnego lata. Liczba neuronów również wzrosła o 42 procent na tym poziomie kory od zimy do lata.

Według Raya i wsp. najbardziej zaskakującą częścią tego odkrycia jest to, że efekt kurczenia się mózgu ma miejsce w laboratorium, ale jest również bardzo specyficzny, ponieważ wydaje się występować tylko w określonych regionach i nie wszędzie jest efektem ogólnym. Te fizyczne zmiany przełożyły się również na zmiany w funkcjonowaniu mózgu. W korze somatosensorycznej naukowcy sklasyfikowali trzy grupy neuronów: aktywowane, stłumione i niewrażliwe na dotyk wąsów. Stłumione neurony wykazywały ponad dwukrotnie wyższą aktywność wiosną i latem niż jesienią i zimą. Ta zmiana w aktywności może pomóc zwierzętom w oszczędzaniu energii.

 

Seasonal shrinkage of the brain and cortex. (A) Noninvasive brain imaging of Etruscan shrews was performed over different seasons using 7-Tesla MRI with cryoprobe. The brain (gray) of the same Etruscan shrew imaged over different seasons with the cortex highlighted: Summer (orange), autumn (magenta), winter (blue), and spring (green).
Seasonal shrinkage of the brain and cortex. (A) Noninvasive brain imaging of Etruscan shrews was performed over different seasons using 7-Tesla MRI with cryoprobe. The brain (gray) of the same Etruscan shrew imaged over different seasons with the cortex highlighted: Summer (orange), autumn (magenta), winter (blue), and spring (green).

Jest jeszcze jeden interesujący aspekt przytaczanych badań.

Otóż neurogeneza u dorosłych jest czymś bardzo rzadkim i, jeśli występuje u ssaków, to proces ten jest zwykle ograniczony do hipokampu [i opuszki węchowej]. Przywołane badania sugerują, że istotne zmiany dotyczą wzrostu liczby neuronów w korze ssaka. Dlatego to odkrycie jest tak bardzo intrygujące. Podpatrywanie w jaki sposób zwierzęta tworzą nowe komórki w mózgu ma wiele potencjalnych nowych i interesujących zastosowań.

Ryjówka etruska (Suncus etruscus).
Ryjówka etruska (Suncus etruscus).
Ryjówka etruska (Suncus etruscus) to niewielkich rozmiarów ssak z rodziny ryjówkowatych, uchodzący za najmniejszego ssaka na świecie. Ciało jest pokryte rudawym z wierzchu i szarym futrem od spodu. W futrze widoczne dłuższe włosy. Występuje na Półwyspie Pirenejskim, Apenińskim i na Bałkanach, a także w północnej części Afryki oraz dość szeroko w Azji. Zasiedla zarośla, ogrody, sady, tereny skaliste. To zwierzę o nocnej aktywności. Długość ciała bez ogona tego ssaka wynosi 3,6-5,2 cm, a długość ogona 2,4-2,9 cm. Ciężar ciała to zaledwie 2-2,5 g. Gniazduje pośród korzeni, w skalnych szczelinach. Ciąża trwa 2-4 tygodnie. Samica rodzi zwykle 4-6 nagich młodych. Młode są ślepe. Gatunek ten nie jest zagrożony wymarciem. Ma status LC w Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych.

Seasonal plasticity in the adult somatosensory cortex

Saikat RayMiao Li, Stefan Paul KochSusanne Mueller, Philipp Boehm-SturmHong WangMichael Brecht, and Robert Konrad Naumann
Print Friendly, PDF & Email

ZOSTAW ODPOWIEDŹ