Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Strach przed drapieżnikami wywołuje w mózgach dzikich ptaków zmiany przypominające zespół stresu pourazowego
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania przeprowadzone na gryzoniach w średnim wieku wskazują, że brak witaminy K może zwiększać stan zapalny i zakłócać proliferację komórek w hipokampie, części mózgu odpowiedzialnej za pamięć i uczenie się. Wyniki pokazują zatem, w jaki sposób niedobór witaminy K może wpływać na nasze zdolności poznawcze w miarę, jak przybywa nam lat.
Witamina K obecna jest w zielonych warzywach liściastych, jak brukselka, szpinak, brokuły czy jarmuż. Wiadomo, że odkrywa ważną rolę w krzepnięciu krwi, prawdopodobnie ma też pozytywny wpływ na zdrowie układu krwionośnego i stawy. Teraz dowiadujemy się, że może mieć też wpływ na ludzki mózg.
Istnieją badania sugerujące, że witamina K chroni mózg przed spadkiem zdolności poznawczych w miarę, jak przybywa nam lat. Nasze prace mają na celu zrozumienie tego mechanizmu, mówi główny autor badań Tong Zheng z Tufts University.
Naukowcy przez pół roku karmili jedną grupę myszy standardową dietą, a druga grupa otrzymywała dietę ubogą w witaminę K. Naukowcy skupili się na metachinonie-4 (witamina K2 MK-4), związku z grupy witamin K, który występuje w tkance mózgowej. Odkryli, że u myszy karmionych dietą ubogą w witaminę K poziom tego związku był znacząco niższy. A jego niedobór wiązał się z zauważalnym spadkiem zdolności poznawczych zwierząt. Podczas testów takie myszy miały na przykład problem w odróżnieniu nowych obiektów do już znanych, co jest jasną wskazówką problemów z pamięcią. Podczas innego z badań – mających sprawdzić orientację w przestrzeni – myszy miały nauczyć się, gdzie znajduje się ukryta platforma z wodą. Te z niedoborem witaminy K uczyły się znacznie dłużej.
Badania tkanki mózgowej myszy wykazały istnienie znaczących zmian w hipokampie. U tych, które spożywały zbyt mało witaminy K doszło do zmniejszenia liczby komórek ulegających proliferacji w zakręcie zębatym, co przekładało się na mniej intensywną neurogenezę. Neurogeneza odgrywa kluczową rolę w procesach uczenia się i zapamiętywania, a jej zaburzenie może bezpośrednio wpływać na zaobserwowany spadek zdolności poznawczych, wyjaśnia Zheng. Jakby jeszcze tego było mało, naukowcy znaleźli dowody na zwiększenie się stanu zapalnego w mózgach myszy z niedoborem witaminy K. Odkryliśmy w nich większą liczbę nadaktywnych komórek mikrogleju, dodaje uczony.
Autorzy badań podkreślają, że ich wyniki nie oznaczają, iż ludzie powinni przyjmować suplementy witaminy K. Ludzie powinni stosować zdrową dietę i jeść warzywa, mówi profesor Sarah Booth. Uczeni z Tufts University współpracują z Rush University Medical Center w Chicago, gdzie zespół Booth prowadzi badania obserwacyjne dotyczące ludzkiego mózgu i zdolności poznawczych. Wiemy z nich, że zdrowa dieta działa, że ludzie, który nie odżywiają się zdrowo, nie żyją tak długo, a ich zdolności poznawcze nie dorównują ludziom ze zdrową dietą. Łącząc badania na ludziach i zwierzętach możemy lepiej poznać mechanimy różnych zjawisk i dowiedzieć się, w jaki sposób długoterminowo poprawić zdrowie mózgu, dodaje uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Neurolog Anna Schapiro z University of Pennsylvania i jej zespół, wykorzystując model sieci neuronowej, odkryli, że gdy w czasie snu nasz mózg wchodzi i wychodzi z fazy REM, hipokamp uczy korę nową tego, czego dowiedział się za dnia. Od dawna wiadomo, że w czasie snu zachodzą procesy uczenia się i zapamiętywania. W ciągu dnia kodujemy nowe informacje i doświadczenia, idziemy spać, a gdy się budzimy, nasza pamięć jest już w jakiś sposób zmieniona, mówi Schapiro.
Schapiro, doktorant Dhairyya Singh oraz Kenneth Norman z Princeton University stworzyli model obliczeniowy oparty na sieci neuronowej, który dał im wgląd w proces uczenia się w czasie snu.
Z artykułu opublikowanego na łamach PNAS dowiadujemy się, że w czasie gdy mózg przechodzi z fazy NREM do REM, co ma miejsce około 5 razy w ciągu nocy, hipokamp przekazuje do kory nowej informacje zdobyte za dnia.
To nie jest tylko model uczenia się lokalnych struktur mózgu. To model pokazujący, jak jeden obszar mózgu uczy drugi obszar mózgu w czasie snu, gdy nie ma wskazówek ze świata zewnętrznego. To również pokazuje, jak zapamiętujemy informacje o zmieniającym się otoczeniu, mówi Schapiro.
Naukowcy zbudowali model złożony z hipokampu – obszaru mózgu odpowiedzialnego za zdobywanie nowych informacji – i kory nowej, w której m.in. odbywają się procesy związane z językiem, świadomością wyższego rzędu i pamięcią długotrwałą. Model pokazał, że podczas fazy NREM mózg – pod kierunkiem hipokampu – głównie „przegląda” najnowsze wydarzenia i dane, a w czasie fazy REM uruchamiane są dawniejsze wspomnienia, przechowywane w korze nowej. Oba te obszary mózgu komunikują się między sobą w fazie NREM. To wtedy hipokamp przekazuje do kory nowej to, czego się niedawno nauczył. Natomiast w fazie REM aktywuje się kora nowa, które odtwarza to, co już wie, dzięki czemu tworzone jest pamięć długotrwała, wyjaśnia Singh.
Dodaje, że bardzo ważne jest przełączanie pomiędzy obiema fazami. Gdy kora nowa nie ma szans na odtworzenie sobie informacji, które przechowuje, zostają one nadpisane. Uważamy, że do powstania długotrwałych wspomnień konieczne jest przełączanie się pomiędzy fazami REM i NREM, stwierdza Singh.
Naukowcy zastrzegają, że wciąż muszą potwierdzić eksperymentalnie swoje spostrzeżenia. Zauważają też, że ich symulacje dotyczyły dorosłej osoby, która dobrze przespała całą noc. Zatem nie muszą być prawdziwe w odniesieniu do innych sytuacji, jak np. do dzieci czy dorosłych, którzy dobrze nie spali. Tego typu model, który można dostosowywać do różnych sytuacji i osób, może być niezwykle przydatny w badaniach nad problemem snu. W dłuższej perspektywie posłuży on do badań nad zaburzeniami psychicznymi i neurologicznymi, w których zaburzenia snu są jednym z objawów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Unikatowa metoda stymulacji mózgu naśladująca sposób, w jaki tworzymy wspomnienia, wydaje się poprawiać zdolność ludzi do zapamiętywania nowych informacji. Pierwsze eksperymenty sugerują, że ta prototypowa „proteza pamięci” nie tylko pomaga ludziom cierpiącym na zaburzenia negatywnie wpływające na zdolność do zapamiętywania, ale działa u nich bardziej efektywnie, niż u zdrowych. Być może w przyszłości bardziej zaawansowana wersja takiej protezy będzie pomagała osobom, które utraciły pamięć w wyniku urazu czy chorób neurodegeneracyjnych.
Profesor Sam Deadwyler z Wake Forest Baptist wraz z zespołem od ponad 20 lat pracuje nad technologią naśladowania procesów zachodzących w hipokampie, kluczowej strukturze mózgu, która bierze udział w tworzeniu pamięci krótkotrwałej i przenoszeniu informacji z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej. Naukowcy postanowili wykorzystać elektrody wszczepiane do mózgu, by zrozumieć wzorce aktywności elektrycznej pojawiające się podczas zapamiętywania, a następnie wykorzystać te same elektrody do sztucznego stworzenia takich wzorców. Badania prowadzono na zwierzętach oraz na ochotnikach, którzy mieli wszczepione elektrody w ramach leczenia epilepsji.
Bliski współpracownik profesora Deadwylera, doktor Rob Hampson wraz z kolegami z Wake Forest University School of Medicine przeprowadzili eksperymenty nad praktycznym wykorzystaniem wspomnianych badań. Znaleźli 24 ochotników z elektrodami wszczepionymi z powodu epilepsji. Część z tych osób miała też uszkodzenia mózgu.
Wolontariusze brali udział w testach pamięci. Każdemu z nich na ekranie komputera pokazano obrazek. Po pewnym czasie widzieli ten sam obrazek, ale w towarzystwie innych. Ich zadaniem było wskazanie, który z obrazków widzieli już wcześniej. Ten test pamięci krótkoterminowej powtórzono 100-150 razy.
Kolejny test, tym razem pamięci długoterminowej, rozpoczęto 15–90 minut po zakończeniu pierwszego. Tym razem badani widzieli na ekranie 3 obrazki i proszono ich, by wskazali ten, który wydaje im się znajomy.
Oba testy powtórzono dwukrotnie. Za pierwszym razem, by zarejestrować aktywność elektryczną w hipokampie. Za drugim razem podczas testu elektrody stymulowały mózgi badanych, korzystając z wcześniej zarejestrowanego wzorca. Wzorzec ten był inny w przypadku każdej z osób.
Naukowcy zauważyli, że proteza pamięci pozwalała na uzyskanie lepszych wyników w teście pamięci. Badani znacznie lepiej zapamiętywali, gdy w czasie testu ich mózgi były stymulowane przez elektrody według wzorca zarejestrowanego w czasie pierwszego testu. Badani uzyskiwali od 11 do 54 procent lepsze wyniki. Największa poprawa zaszła u tych osób, które na początku eksperymentów miały najpoważniejsze problemy z pamięcią.
Wszystkim uczestnikom eksperymentu elektrody usunięto po tym, jak ich lekarze zakończyli badania związane z dręczącą ich epilepsją. Jednak autorzy protezy pamięci mają nadzieję, że mimo to pacjenci będą odczuwali pozytywne skutki eksperymentu. Teoretycznie bowiem stymulacja elektryczna, jaką otrzymali, może wzmocnić połączenia pomiędzy neuronami w ich hipokampach.
Być może w przyszłości udoskonalona proteza pamięci będzie szeroko używana, by pomóc ludziom z różnymi zaburzeniami. Pierwszymi kandydatami do tego typu leczenia będą zapewne osoby z urazami mózgu. Pomoc osobom z urazami hipokampu powinna być łatwiejsza niż osobom z chorobami neurodegeneracyjnymi, gdyż te ostatnie zwykle uszkadzają wiele regionów mózgu. Zanim jednak takie urządzenia powstaną, musimy znacznie więcej dowiedzieć się o badaniu mózgu i rozwiązać wiele problemów technicznych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Sam strach przed drapieżnikami wystarczy, by populacja ich potencjalnych ofiar zmniejszyła się o połowę w ciągu 5 lat lub mniej. Naukowcy z University of Western Ontario zauważyli, że tam, gdzie występują drapieżniki, gatunki będące ich ofiarami inwestują mniej energii w wychowania potomstwa, zatem mniej młodych osiąga dojrzałość. Mamy tutaj do czynienia z nieznanym wcześniej mechanizmem zapewniającym równowagę w przyrodzie.
Badania przeprowadzone przez profesor Lianę Zanett oraz Marka Allena i Michaela Clinchy dowodzą, że skupiając się wyłącznie na liczbie zwierząt, jaki jest w stanie zabić drapieżnik, będziemy źle oceniali wpływ drapieżników na ekosystem. Wyniki naszych badań mają olbrzymie znaczenie dla zarządzania środowiskiem, polityki oraz naszej wiedzy o ekosystemie. Na nowo musimy dokonać oceny korzyści wynikających zarówno z zachowania lub przywrócenia populacji rodzimych drapieżników, jak i strat powodowanych przez drapieżniki inwazyjne, mówi Zanette.
Naukowcy oceniali wpływ strachu przed drapieżnikami na populację szarobrewki śpiewnej. Przez trzy kolejne sezony lęgowe żyjącym na wolności ptakom odtwarzano odgłosy drapieżników oraz zwierząt, które dla szarobrewki nie stanowiły zagrożenia. W każdym roku sprawdzano, jaki wpływ miały wokalizacje na liczbę narodzin i przeżywalność młodych.
Okazało się, że strach przed drapieżnikami powoduje, że rodzice częściej wypatrują zagrożenia, a w tym czasie nie szukają pożywienia dla siebie i swoich młodych. To zaś powoduje, że pojawiają się skutki negatywne dla całej populacji, które dodatkowo kumulują się w kolejnych generacjach. Gdy dorosłe bały się drapieżników, rodziło się mniej młodych, a z nich mniej dożywało do dorosłości. Ptaki, które dożyły dorosłości żyły zaś krócej, co było prawdopodobnie związane z nieprawidłowościami w rozwoju mózgu. To wskazuje, że strach przed drapieżnikami ma wpływ na wiele pokoleń i sam w sobie prowadzi do zmniejszenia populacji.
Taki wpływ strachu na wielkość populacji to prawdopodobnie norma wśród ptaków i ssaków, gdyż w rozwoju tych zwierząt opieka rodzicielska odgrywa olbrzymią rolę, a indukowane strachem zmniejszenie inwestycji w rodzicielstwo i opiekę jest czymś normalnym. Sądzimy, że nasze spostrzeżenie, iż strach sam w sobie ma znaczący wpływ na wielkość populacji jest prawdziwe dla większości ekosystemów, mówi Zanette.
Badania te pokazują, że przetrzebienie przez człowieka drapieżników w negatywny sposób wpływa na populacje ich ofiar, które rozrastają się w sposób niekontrolowany, powodując kolejne problemy. A z kontrolą tych rozrośniętych populacji ludzie sobie nie radzą.
Co więcej, przywrócenie rodzimych drapieżników ma olbrzymie znaczenie nie tylko dla populacji ich ofiar. Uczeni z Oregon State University zauważyli, że rosnąca na zachodzie USA populacja wilków odgrywa ważną rolę w odradzaniu się zagrożonej populacji rysiów, dzięki zwiększonej liczbie wilków odradzają się też ekosystemy leśne i wodne, co pozytywnie wpływ na wiele gatunków roślin i zwierząt.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Drapieżniki żyjące w pobliżu ludzi mogą nawet połowę pożywienia czerpać ze źródeł pochodzących od ludzi. To, jak obawiają się naukowcy z University of Wisconsin-Madison, może mieć destrukcyjny wpływ na środowisko naturalne.
Uczeni badali dietę siedmiu gatunków drapieżników żyjących w regionie Wielkich Jezior. Zbierali kości i próbki futra zarówno z odległych terenów parków narodowych, jak i z terenów miejskich. Stwierdzili, że im bliżej człowieka żyje drapieżnik, w tym większym stopniu polega na pożywieniu pochodzącym od ludzi.
Ewolucja spowodowała, że badane gatunki konkurują o różne źródła pożywienia. Jednak w momencie, gdy w znacznym stopniu żywią się tym, co pochodzi od ludzi, zaczynają w większym stopniu konkurowac między sobą. To może zmienić stosunki zarówno pomiędzy drapieżnikami, jak i drapieżnikami a ich dotychczasowymi ofiarami. Nie wiadomo, jaki będzie to miało wpływ na ekosystem, jednak naukowcy obawiają się, że niekorzystny, gdyż ekosystemy ewoluowały pod silną presją tych drapieżników.
O tym, jak bardzo drapieżniki polegały na diecie pochodzącej od człowieka, decydowało kilka czynników. Tam, gdzie zwierzęta żyły w najbardziej zmienionym przez człowieka środowisku, średnio ponad 25% pożywienia czerpały ze źródeł od człowieka.
Widoczna była też różnica pomiędzy gatunkami. Tak zdeklarowany drapieżnik jak ryś rudy w niewielkim stopniu polegał na diecie z ludzkich źródeł. Ale widoczne jest, że gatunki bardziej oportunistyczne, jak kojoty, lisy, kuna rybożerna czy kuna, jeśli mieszkały blisko ludzi, to z takich źródeł mogły czerpać nawet ponad 50% pożywienia, mówi główny autor badań, Phil Manlick. To szokująco wysoki odsetek.
Naukowcy zauważają, że poleganie na diecie ze źródeł pochodzących od człowieka powoduje, że drapieżniki bardziej niż w naturze konkurują ze sobą o źródła pożywienia. To może prowadzić do większej liczby konfliktów pomiędzy nimi. Ponadto czyni je łatwiejszym celem dla człowieka oraz może zmienić sposób, w jaki polują one na swoje tradycyjne ofiary, co z kolei może mieć niekorzystny wpływ na środowisko naturalne.
Naukowcy zbadali dietę niemal 700 przedstawicieli różnych gatunków. Porównywali ją w zależności od gatunku oraz odległości od ludzkich siedzib. Określenie diety możliwe było dzięki badaniom izotopów węgla zawartych w futrze i szczątkach zwierząt. Izotopy naprawdę powodują, że jesteś tym, co jesz. Jeśli przyjrzymy się ludziom, to przekonamy się, że nasz skład izotopowy jest podobny do składu kukurydzy, mówi Manlick. Dzieje się tak, gdyż pożywiamy się roślinami oraz zwierzętami jedzącymi rośliny.
Ludzie pożywienie, pełne kukurydzy i cukru, ma charakterystyczny skład izotopowy. Organizmy zwierząt, które je spożywają, wchłaniają te izotopy. Z kolei drapieżniki żywiące się dziko żyjącymi roślinożercami, mają inny skład izotopowy.
Bardzo szeroki zakres geograficzny i gatunkowy przeprowadzonych badań wskazuje, że trend do zastępowania diety naturalnej dietą pochodzącą od człowieka, nie jest ograniczony do konkretnego gatunku czy konkretnej lokalizacji. Nie wiadomo, jak wpływa to na ekosystem.
Gdy drastycznie zmienisz jeden z najważniejszych aspektów dla danego gatunku – jego źródło pożywienia – przyniesie to nieznane konsekwencje całej strukturze ekosystemu. Na nas, jako ekologach i biologach, leży obowiązek zrozumienia tego nowego ekosystemu oraz określenia, kto na tym wygra, a kto przegra, dodaje profesor Jon Pauli.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.