Znajdź zawartość

Błotniarka stawowa (Lymnaea stagnalis) pomaga naukowcom zrozumieć efekty wpływu metamfetaminy na mózg. Okazuje się, że pod jej wpływem powstają wyjątkowo silne wspomnienia, których niemal nie sposób zapomnieć. Można więc przejść odwyk w ośrodku, ale po powrocie do starego środowiska zapach czy widok czegoś znajomego na nowo sprowadzą na złą drogę (Journal of Experimental Biology). Barbara Sorg z Washington State University wyjaśnia, że wspomniane ślimaki są doskonałym modelem, pozwalającym naukowcom badać wpływ narkotyku na pojedyncze neurony. W tym celu porównano przebieg nauki zadania oddechowego w grupie ślimaków na metamfetaminie i zwierząt z grupy kontrolnej. Błotniarki przechowują wspomnienia dotyczące tego, kiedy oddychać przez otwory oddechowe (pneumostomy), w sieci zaledwie trzech komórek nerwowych. To dużo prostszy układ niż obwody odpowiadające za ludzkie wspomnienia. Na początku Sorg i jej studenci musieli sprawdzić, czy metamfetamina w ogóle wpływa na zachowania oddechowe błotniarek. Wg współpracującego z Amerykanami Kena Lukowiaka z Uniwersytetu w Calgary, który przez większość swojego zawodowego życia zajmował się formowaniem wspomnień u ślimaków, gdy stężenie tlenu w wodzie jest wysokie, mięczaki oddychają przez skórę. Kiedy jednak zmniejsza się ilość życiodajnego gazu, dodatkowo wystawiają nad powierzchnię wody pneumostom. Ponieważ metamfetamina łatwo dostaje się do organizmu błotniarek stawowych przez skórę, zwierzęta zanurzono w pozbawionej tlenu wodzie z rozpuszczonym narkotykiem. Okazało się, że ślimaki przestawały wystawiać pneumostom przy stężeniu metamfetaminy wynoszącym między 1 a 3,3 mmol/l. Było już więc wiadomo, przy jakiej dawce narkotyku L. stagnalis zaczynają się zachowywać inaczej niż zwykle. Zespół nauczył ślimaki zamykania pneumostomu przy niskich poziomach tlenu, stukając je patyczkiem za każdym razem, gdy próbowały go otworzyć. Zwierzęta przeszły dwie sesje treningowe oddzielone godzinną przerwą. Naukowcy wiedzieli, że ślimaki potrafią przechować wspomnienia przez dobę. Zastanawiało ich jednak, co się stanie, gdy nauka będzie przebiegać w wodzie z metamfetaminą. Kiedy po upływie doby badano błotniarki w odtlenowanej wodzie, zdumieni biolodzy stwierdzili, że mięczaki niczego nie pamiętały z treningu i próbowały wystawiać pneumostom na powierzchnię. Lukowiak przypomniał sobie jednak, że ślimak umieszczony w nowym kontekście zachowuje się tak, jakby niczego się nie uczył. Bez metamfetaminy w wodzie zwierzęta ignorowały swoje wspomnienia. Po rozpuszczeniu narkotyku błotniarki nagle odzyskiwały pamięć i nie otwierały pneumostomu. Później przyszła kolej na zbadanie wpływu metamfetaminy na trwałość wspomnień. Najpierw ślimaki zanurzano w wodzie z narkotykiem, a potem umieszczano w zwykłej odtlenowanej wodzie ze stawu i stukano przy próbach skorzystania z otworu oddechowego. Zwykle wspomnienia zanikają po dobie, ale okazało się, że w tym przypadku przetrwały dłużej. Gdy zespół Sorg próbował zamaskować wspomnienia narkotykowe innymi śladami pamięciowymi, nie było to łatwe. Naukowcy przypuszczają, że dzieje się tak, ponieważ narkotyk zaburza w jakiś sposób mechanizmy zapominania.

Naukowcy z University of Leicester chcą lepiej zrozumieć, jak działa ludzki mózg, studiując budowę mózgu ślimaka. Badacze mają zamiar prześledzić rozwój układu nerwowego i procesy kontrolujące pourazową regenerację neuronów. Szefem projektu jest dr Volko Straub. Gazowy tlenek azotu (NO) to zarazem wróg i sprzymierzeniec. Może być wysoce toksyczny i zabójczy, ale znajduje się go również w mózgu, gdzie neurony wykorzystują go w procesie komunikowania się. Jest trucizną oraz substancją sygnałową (neuroprzekaźnikiem). Podczas rozwoju mózgu tlenek azotu wspiera wzrost komórek nerwowych i tworzenie się nowych połączeń między neuronami. Uczenie się także uruchamia proces formowania synaps i często wymaga obecności tlenku azotu. Naukowcy wiedzą niewiele ponad to, że tlenek jest istotny dla powodzenia procesu tworzenia połączeń neuronalnych. Trzeba między innymi sprecyzować mechanizm zaobserwowanego zjawiska. Badanie tego procesu u zwierząt wyższych jest trudne ze względu na stopień złożności układu nerwowego. Na szczęście ewolucja była bardzo konserwatywna. Zdecydowaliśmy się więc na analizę układu nerwowego pospolitego ślimaka wodnego [błotniarki stawowej — przyp. red.]. U ślimaka pojedynczy neuron jest stosunkowo duży, łatwy do wyodrębnienia i podatny na eksperymentalne manipulacje. Można go wyizolować z układu nerwowego i stworzyć hodowlę komórkową, gdzie dochodzi do wzrostu i utworzenia funkcjonalnych połączeń. Co ważne, podstawowe procesy oraz czynniki kontrolujące wzrost neuronów i formowanie połączeń są wspólne dla wielu zwierząt.