Jak zobaczyć, co się dzieje w mózgu psa?

Tak, na tym obrazku jest mój pies, Astronomia – ale nie pojawiła się tu losowo. Wpasowała się w temat. Dziś, w poście wieńczącym styczniowy cykl, czyli obrazowanie mózgu, pomówimy o neuroobrazowaniu, ale nie u ludzi, tylko u zwierząt. A dokładniej – u psów.

Obrazowanie mózgu u ludzi

Wyobraźcie sobie na przykład taki rezonans magnetyczny. Badanie trwa długo (kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt minut w niektórych przypadkach), jest się w ciasnej tubie, w której nie można się ruszać i na dodatek maszyna jest okropnie i niepokojąco hałaśliwa. Człowiek może racjonalnie do tego podejść i stwierdzić „chwila męki i zaraz stąd wyjdę”.

Obrazowanie mózgu u zwierząt

A zwierzę? Zwierzę nie ma pojęcia co się dzieje, jest zlęknione, nie ma koncepcji sensu zrobienia takiego badania… W związku z tym, większość koniecznych badań obrazowych wykonywanych jest przy znieczuleniu ogólnym zwierzęcia. W ten sposób nie ma ono poczucia zagrożenia, gdyż jest nieświadome. Obrazowanie samych struktur w mózgu zwierząt jest wykonalne przy anestezji. Znieczulenie jednak ma dużą wadę. Nie można badać kognitywnych zmian w aktywności mózgu np. po bodźcu słuchowym, kiedy nie ma kontaktu z pacjentem (człowiekiem, czy zwierzęciem). Z tego właśnie powodu, funkcjonalny rezonans magnetyczny wydaje się niemożliwy do zastosowania u zwierzaków. A jednak! Są naukowcy, którzy tego dokonali.

Przełomowe węgierskie badania

Parę lat temu, podczas neuronaukowej konferencji na Węgrzech (FENS Regional Meeting w Peczu), po raz pierwszy usłyszałam o psach, które same z chęcią wskakują do maszyny, przy użyciu której robi się badanie fMRI. Wykład prowadził dr Attila Andics, z Eötvös Loránd University w Budapeszcie (z laboratorium dra Ádáma Miklósiego). Była to jedna z ciekawszych i bardziej angażujących prelekcji, w których kiedykolwiek uczestniczyłam. Chciałabym przedstawić Wam tutaj najciekawsze wyniki tej grupy naukowej.

Jednym z pierwszych artykułów dra Andicsa w tym zakresie jest ten z 2014 roku. Tematem jest porównanie obszarów mózgu wrażliwych na głos u ludzi i psów. Uważam za genialne, że pod koniec streszczenia badacze umieścili link do pięciominutowego filmu, w którym wszystko jest klarownie podsumowane i na dodatek widać dokładnie, jak wygląda proces rejestracji fMRI (film zamieściłam poniżej). Dodatkowo, naukowcy wyjaśniają, jak osiągnięto to, że psy leżą spokojnie i bez ruchu. Zawdzięczają to szkoleniu pozytywnemu, czyli ogromnemu chwaleniu za pożądane zachowanie psa, oraz uczeniu się społecznemu, podczas którego pies sam czuje się zmotywowany do spokojnego zachowania przez to, że obserwuje innego, wyszkolonego już psa, który jest nagradzany za nienerwowe leżenie podczas badań.

Co badano?

Badacze porównują, jak różne bodźce, głosowe i z głosem nie związane, funkcjonalnie wpływają na konkretne obszary kory mózgu wrażliwe na głos. Węgierscy naukowcy zauważyli, że obszary te mają podobną charakterystykę zarówno u ludzi, jak i psów. Dodatkowo, dowiedli też, że emocjonalne zabarwienie głosu ma wpływ na sposób przetwarzania informacji również u naszych czworonożnych przyjaciół. Jest to dowód nie do zbicia świadczący o rozróżnianiu ludzkich stanów emocjonalnych przez psy. Ta sama grupa badawcza wykazała też, że psy inaczej analizują słowa pod kątem ich znaczenia i intonacji.

Niech Was nie zmyli węgierski tytuł. Film na YouTube jest w języku angielskim. Myślę jednak, że nawet jeśli nie mówicie w tym języku, warto go obejrzeć dla samego zwizualizowania sobie takich badań.

Przełomowe amerykańskie badania

Byłam niedawno w Świecie Książki. Mój wzrok przykuła pewna okładka z psem na froncie, gdyż znajdowała się na dziale popularno-naukowym w sekcji związanej z neuro. „Co myśli i czuje pies – przygody ze zwierzęcą neuronauką” to książka dra Gregory’ego Bernsa, który swoją karierę naukową realizuje w Atlancie, w Stanach Zjednoczonych. To właśnie jego zespół był najprawdopodobniej pierwszym (2012 rok), któremu udało się rejestrować funkcjonalne MRI u psów bez ich fizycznego, czy anestetycznego ograniczania.

Książka czeka w kolejce do przeczytania, ale na pewno w niedługim czasie podzielę się z Wami moją opinią na jej temat na Instagramie. Czekajcie cierpliwie.

Na koniec dodam, że podczas poszukiwań dodatkowych źródeł do tego wpisu, natrafiłam na dość obszerny artykuł przeglądowy naukowców z Auburn University w Alabamie z 2018 roku. Psią metodologię w fMRI okrzyknęli „ekscytującą”, podkreślając, jak ogromne możliwości daje nauce wytrenowanie psów do takich celów.  Zgadzam się z nimi w pełni. Jeśli chcielibyście dowiedzieć się więcej o badaniach na psach przy użyciu fMRI, zachęcam do przeczytania tej „przeglądówki”.