Znajdź zawartość

Gdy naukowcy z University of Chicago i Argonne National Laboratory porównali ponad 15 000 synaps u makaków i myszy, ze zdumieniem zauważyli, że neurony w korze wzrokowej makaków mają od 2 do 5 razy mniej synaps niż neurony u myszy. Różnica wynikać może prawdopodobnie z metabolicznego kosztu utrzymywania synaps. Naczelne uważane są za bardziej inteligentne od gryzoni, tymczasem okazuje się, że w neuronach myszy występuje więcej synaps. Po dokonaniu odkrycia naukowcy zasiedli do modelowania komputerowego, które wykazało, że im bardziej rozbudowana sieć neuronów, tym mniej synaps w każdym neuronie. Tworzenie i utrzymanie synaps jest tak kosztowne, że ich liczba jest ograniczana. David Freedman z UChicago i Narayanan Kasthuri z Argonne przyjrzeli się zarówno synapsom pobudzającym jak i hamującym. Większość wcześniejszych badań skupiała się na synapsach pobudzających. Za pomocą mikroskopu elektronowego wykonali obrazy 107 neuronów z kory wzrokowej makaków i 81 neuronów kory wzrokowej myszy. Okazało się, że w 107 neuronach makaków występuje niemal 6000 synaps, a w 81 neuronach myszy uczeni naliczyli ponad 9700 synaps. Bliższe analizy wykazały, że neurony makaków posiadają od 2 do 5 razy mniej połączeń synaps niż neurony myszy. To zaskakujące dlatego, że zarówno w neurologii jak i wśród ogółu społeczeństwa przyjęło się założenie, że im więcej połączeń między neuronami, tym wyższa inteligencja. Ta praca jasno pokazuje, że pomimo iż w mózgach naczelnych występuje większa liczba połączeń, to jeśli policzymy je nie ogólnie, a na poziomie pojedynczych neuronów, to naczelne mają mniej synaps. Jednocześnie wiemy, że neurony naczelnych są w stanie wykonywać działania, do których neurony myszy nie są zdolne. To zaś rodzi interesujące pytania, na przykład o konsekwencje budowy większych sieci neuronowych, takich jakie widzimy u naczelnych, wyjaśnia doktor Gregg Wildenberg z Argonne. Zawsze sądziliśmy, że zagęszczenie synaps u naczelnych będzie podobne do zagęszczenia u gryzoni, a może nawet większe, gdyż z mózgu naczelnych jest więcej miejsca i więcej neuronów. Jednak w świetle tego zaskakującego odkrycia musimy się zastanowić, dlaczego neurony naczelnych tworzą mniej połączeń niż się spodziewaliśmy. Sądzimy, że może to być skutkiem ewolucji. Być może różnica wynika z energetycznego kosztu utrzymania mózgu. Stworzyliśmy więc model sztucznej sieci neuronowej i ją trenowaliśmy, ale nałożyliśmy na nią ograniczenia narzucane przez metabolizm w prawdziwych mózgach. Chcieliśmy zobaczyć, jak wpłynie to na ilość połączeń w tworzącej się sieci, mówi Matt Rosen, który pomagał w modelowaniu komputerowym. Stworzony model uwzględniał dwa potencjalne koszty metaboliczne. Pierwszy to koszt pojedynczego sygnału elektrycznego przesyłanego między neuronami. Jest on bardzo duży. Drugi z uwzględnionych kosztów to koszt zbudowania i utrzymania synaps. Dzięki takiemu modelowi odkryli, że im więcej neuronów w sieci, tym większy koszt metaboliczny działania takiej sieci i tym większe ograniczenia w tworzeniu i utrzymywaniu synaps, co skutkuje ich zmniejszoną gęstością. Masa mózgu to jedynie około 2,5% masy ciała, jednak zużywa on około 20% całej energii organizmu. To bardzo kosztowny organ. Uważa się, że większość tej energii mózg przeznacza na synapsy, zarówno na komunikację między nimi, jak i na ich budowę i utrzymanie, dodaje Wildenberg. Niezwykłe odkrycie pomoże w przyszłych badaniach. Myślę, że wszyscy neurobiolodzy chcieliby zrozumieć, co czyni nas ludźmi. Co odróżnia nas od innych naczelnych i od myszy. Konektomika badania anatomię układu nerwowego na poziomie poszczególnych połączeń. Wcześniej nie rozumieliśmy dobrze, gdzie na tym poziomie znajdują się różnice, które mogłyby wyjaśnić ewolucję różnych rodzajów mózgu. Każdy mózg zbudowany jest z neuronów i każdy neuron łączy się i komunikuje z innymi neuronami. Jak więc ewolucja stworzyła różne mózgi? Trzeba przebadać wiele różnych gatunków, by zacząć rozumieć, co tutaj się stało. Ponadto lepsze zrozumienie zagęszczenia synaps, a zwłaszcza stosunku synaps pobudzających i hamujących, może pomóc w ustaleniu podstaw występowania takich chorób jak autyzm czy choroba Parkinsona. Jeśli zbadamy stosunek synaps pobudzających do hamujących u myszy i założymy, że jest on taki sam dla wszystkich gatunków, może to wpłynąć na rozumienie takich chorób. Znaleźliśmy różnice w stosunku synaps pobudzających i hamujących pomiędzy myszami a makakami. Teraz musimy się zastanowić, jakie ma to przełożenie na mysie modele chorób neurologicznych dotykających człowieka, dodaje Wildenberg. Szczegółowy opis badań został opublikowany na łamach Cell Reports. « powrót do artykułu

Profesor Alon Chen stanął na czele dwóch grup badawczych – jednej z Wydziału Neurobiologii Instytutu Nauki im. Weizmanna, drugiej z Instytutu Psychiatrii im. Maxa Plancka – których celem było zbadania osobowości myszy. Chcieli dzięki temu opracować zestaw obiektywnych skal pomiarowych, który z kolei pozwoliłby lepiej zrozumieć to, co czyni zwierzęta indywidualnościami i odpowiedzieć na pytania dotyczące związku pomiędzy genami a zachowaniem. Wyniki ich badań zostały opublikowane w Nature Nerroscience. Naukowcy wciąż spierają się o to, jak genetyka wpływ a na nasze zachowania. Osobowość może być czymś, co spaja genetykę i epigenetykę. Z definicji osobowość jest czymś, co jest zarówno indywidualne, jak i w dużej mierze pozostaje stabilne przez całe życie. U ludzi osobowość określa się na podstawie szczegółowych kwestionariuszy. Zwierzęta ich, oczywiście, nie wypełnią. Zatem ich osobowość, o ile taką posiadają, można określić na podstawie zachowania. Naukowcy obserwowali kilka grup myszy w warunkach laboratoryjnych. Każde ze zwierząt zostało oznaczone, miało do dyspozycji żywność, schronienie, zabawki itp. Uczeni pozwolili im na pełną swobodę. Zachowanie zwierząt przez wiele dni filmowano, a następnie analizowano. W sumie naukowcy zauważyli 60 różnych rodzajów zachowania, takich jak sposób zbliżania się do innych, pogoń za innymi lub ucieczkę, dzielenie się żywnością lub też odganiania innych od niego, ukrywanie się lub eksplorację terenu itp. Następnie stworzono algorytm, który na podstawie zachowań miał określić osobowość każdej z myszy. Działało to nieco podobnie jak algorytmy do wyznaczania osobowości ludzi. Jak pamiętamy, u ludzi istnieje pięć czynników osobowości: neurotyczność, ekstrawersja, otwartość na doświadczenie, ugodowość i sumienność. Każdy z nich ma też swoje przeciwieństwo. Dla każdego z tych czynników przyznaje się na skali pewną liczbę punktów i na tej podstawie określa osobowość. Okazało się, że u myszy istnieją cztery czynniki osobowości. Również i u nich każdy z nich ma swoje przeciwieństwo. Gdy każdemu z zachowań każdej z myszy przyznano odpowiednie liczby punktów, okazało się, że myszy mają indywidualne osobowości, na podstawie których można przewidzieć ich zachowania. Jednak, jak pamiętamy, osobowość jest generalnie czymś niezmiennym. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy tak jest też w przypadku myszy. By to zrobić, grupy wymieszano. To stresująca sytuacja dla zwierząt. Uczeni zaobserwowali, że niektóre z zachowań zwierząt się zmieniły, czasem zmiana była dramatyczna, jednak gdy obliczono punkty dla takich zachowań okazało się, że osobowości pozostały te same. Na podstawie opracowanych przez siebie liniowych skal uczeni stworzyli trójkąt osobowości, w którego rogach znajdowały się zachowania archetypiczne. Na przykład dla myszy wiejskich zachowaniem archetypicznym jest unikanie ludzi i nieżerowanie w ich obecności. Myszy miejskie są przyzwyczajone do obecności ludzi i wręcz ich szukają, by się przy nich pożywić. Gdy myszy laboratoryjne zbadano za pomocą takiego trójkąta osobowości okazało się, że te zachowania archetypiczne nie są wyuczone, a wrodzone. Zauważyliśmy, że zachowania te, wraz z wszelkimi swoimi odcieniami, są naturalne. Nie zaniknęły one u naszych myszy, mimo że od wielu pokoleń żyją one w laboratorium i prawdopodobnie nie przeżyłyby na wolności, mówi doktor Oren Forkosh. Kolejne analizy wykazały istnienie w mózgach myszy wzorców ekspresji genów, które pozwoliły naukowcom na zidentyfikowanie wielu genów powiązanych z konkretnymi czynnikami osobowości. Nasza metoda otwiera nowe możliwości badawcze. Jeśli będziemy w stanie zidentyfikować geny leżące u podstaw czynników osobowości i dowiemy się, w jaki sposób zachodzi dziedziczenie pewnych aspektów osobowości, będziemy w stanie diagnozować i leczyć problemy związane z nieprawidłowym działaniem tych genów. Być może w przyszłości uda się nawet stworzyć spersonalizowaną psychiatrię. Na przykład bylibyśmy w stanie przepisać zindywidualizowaną terapię dla osoby z depresją. Ponadto możemy użyć tej metody do porównywania osobowości wśród różnych gatunków, a to pozwoliłoby nam więcej dowiedzieć się o zwierzętach, z którymi współdzielimy świat, dodaje Forkosh. « powrót do artykułu

W słynnej Vindolandzie, rzymskim forcie położonym około kilometra na południe od Muru Hadriana, znaleziono niespotykany obiekt. Archeolodzy, którzy nie mogą obecnie prowadzić wykopalisk, postanowili dokładniej przyjrzeć się olbrzymiej kolekcji butów i innych skórzanych przedmiotów odkrytych dotychczas w Vindolandzie. Zajrzeli m.in. do worka ze skórzanymi odpadkami, który został znaleziony w 1993 roku. Prace wykopaliskowe w Vindolandzie trwają od dziesięcioleci. Dotychczas odkryto tam m.in. pozostałości namiotów, uprzęży konnych, insygniów wojskowych, dekoracji i wiele innych interesujących przedmiotów. Cała kolekcja z Vindolandy to obecnie ponad 7000 obiektów. Teraz w jednym z worków, w którym Rzymianie gromadzili skórzane ścinki i odpadki, znaleziono wyciętą ze skóry figurkę zwierzęcia przypominającą mysz. Obiekt ma 12,2 centymetra długości i 2,6 cm szerokości. Na skórze porobiono nacięcia przypominające futro oraz oczy. Worek ze ścinkami pochodzi z okresu, gdy Vindolandą dowodził 4. lub 5. z kolei dowódca kohorty Tungrów, którzy jako pierwsi służyli w Vindolandzie. O pierwszym z dowódców Tungrów w Vindolandzie – Juliusu Verecundusie – i pozostawionych przez niego najstarszych zabytkach pisanych, informowaliśmy w ubiegłym roku. Z kolei przed kilku laty w Vindolandzie znaleziono jedyną i do tego świetnie zachowaną rzymską deskę klozetową. Skórzana mysz powstała za czasów któregoś z następców Verecundusa, w latach 105–130. Prawdopodobnie służyła jako dziecięca zabawka lub żołnierze robili sobie za jej pomocą kawały. W Vindolandzie, podobnie jak w innych rzymskich fortach, prawdziwe myszy były wszechobecne. Gdy w 2008 roku archeolodzy zaczęli wykopaliska w składzie zboża Vindolandy, pod jego podłogą znaleźli kości tysięcy myszy, które żywiły się zgromadzonym tam ziarnem. Skórzana mysz trafi na stałą wystawę zbytków Vindolandy. « powrót do artykułu

Naukowcy, którzy próbują odtworzyć amerykańskie łąki, natrafili na poważny problem. Okazało się, że nasiona rodzimych roślin, za pomocą których chciano odzyskać utracone ekosystemy, były natychmiast zjadane przez myszy. Biolodzy postanowili więc znaleźć substancję, która ochroni nasiona przed gryzoniami. Zwrócili uwagę na kapsaicynę, aktywny składnik papryczek chili. Okazało się, że to działa. Po wysianiu nasion pokrytych kapsaicyną ich liczba zjadana przez myszy spadła aż o 86%. Opracowanie nowej metody wymagało jednak wielu prób i błędów. Jednym z najpoważniejszych wyzwań było znalezienie i wytworzenie takiej sproszkowanej kapsaicyny, która odstraszy myszy, ale nie zaburzy kiełkowania. Ponadto powłoka ochronna musiała utrzymać się przez kilka miesięcy, nie mogły zmyć jej deszcze, nie mogła też rozłożyć się pod wpływem promieni słonecznych. Poszukiwanie odpowiedniego związku zajęło 4 lata. To intensywnych badaniach i eksperymentach polowych okazało się, że najlepiej działa kapsaicyny pozyskana z odmiany Naga Jolokia. To jedna z najbardziej pikantnych papryk świata, w skali Scoville'a uzyskuje ponad milion jednostek. Autorzy pracy zauważają, że przy okazji wykazali, iż możliwe jest wykorzystanie nietoksycznych naturalnych składników roślinnych podczas prac związanych z odtworzeniem naturalnych ekosystemów. « powrót do artykułu

Po największej na świecie akcji tępienia inwazyjnych szkodników wyspa Georgia Południowa została uwolniona od szczurów i myszy. Podczas ostatnio prowadzonego monitoringu nie zauważono na wyspie żadnych gryzoni ani ich śladów, poinformowali przedstawiciele South Georgia Heritage Trust (SGHT) z Dundee. W ciągu ostatnich lat organizacja ta rozmieściła na wyspie 300 ton trucizny przeciwko gryzoniom. Inwazyjne szczury i myszy stanowiły zagrożenie dla rodzimych ptaków Georgii Południowej. Praca SGHT spotkała się z poparciem organizacji chroniących środowisko naturalne. To niezwykle ekscytujące, że Georgia Południowa jest wolna od gryzoni. Mieliśmy nadzieję, że tak się stanie, mówi Clare Stringer, dyrektor wydziału odradzania gatunków z Royal Society for the Protecion of Birds. Gryzonie trafiły na bezludną Georgię Południową w XVIII wieku na pokładach brytyjskich statków wielorybniczych. Bardzo szybko się rozmnożyły i zaczęły zagrażać miejscowym ptakom, pożerając ich jaja i atakując młode. W 2011 roku SGHT przeznaczyła 10 milionów funtów na projekt wytępienia gryzoni. W ramach akcji z helikopterów zrzucano nad wyspą truciznę. Operacją powtórzono w roku 2013 i 2015. Jak mówi Mike Richardson, przewodniczący SGHT Habitat Restoration Project Steering Committee, działania takie były możliwe dzięki lodowcom, które stanowią naturalne bariery dla gryzoni. Dzięki temu nie było ryzyka, że oczyszczone ze szkodników części wyspy zostaną przez nie ponownie zasiedlone. W sumie truciznę rozrzucono na powierzchni ponad 100 000 hektarów. Po ostatniej kampanii zwalczania szkodników, którą przeprowadzono w 2015 roku, specjaliści odczekali 2,5 roku. Gdyby od razu rozpoczęto sprawdzanie wyspy, można by nie zauważyć ocalałych gryzoni. Jednak dwa lata później zdążyłyby one na tyle się rozmnożyć, że zostałyby zauważone. W drugiej połowie 2017 roku naukowcy rozpoczęli monitoring. Na wyspie umieszczono kamery, urządzenia z przynętą, na której gryzonie pozostawiłyby charakterystyczne ślady zębów oraz tunele zawierające specjalny barwnik. Przechodzące przez nie zwierzęta brudzą się, pozostawiając ślady łap. Ponadto zespół pracujący na wyspie zabrał ze sobą trzy psy wyszkolone w poszukiwaniu gryzoni. Po 6 miesiącach poszukiwań, w czasie których ludzie wraz ze zwierzętami przebyli 2420 kilometrów, nie znaleziono żadnych śladów gryzoni. Wszystko wskazuje na to, że Georgia Południowa została od nich uwolniona. Teraz SGHT chce przeprowadzić szczegółowe badania populacji ptaków. Naukowcy już mówią, że od 2015 roku obserwowany jest gwałtowny wzrost ich liczebności. Co istotne, rozkwit przeżywa populacja endemicznego świergotka antarktycznego i miejscowego podgatunku różeńca żółtodziobego (Anas georgica georgica). Specjaliści mówią, że teraz, po wytępieniu gryzoni, należy wprowadzić na wyspie ścisłe zasady bezpieczeństwa biologicznego, by nie dopuścić do ponownego pojawienia się szkodników. SGHT już wydała rekomendacje dla władz odpowiedzialnych za Georgię Południową i Sandwich Południowy. Jednym z nich jest zalecenie, by wyszkolone psy sprawdzały na Falklandach statki udające się w kierunku obu wysp. To, co udało się na Georgii Południowej, może posłużyć jako przykład i poligon doświadczalny dla innych regionów, których przyroda jest niszczona przez inwazyjne gatunki. Na przykład Nowa Zelandia chce pozbyć się wszystkich inwazyjnych drapieżnych ssaków do roku 2050. « powrót do artykułu