A szemhéj nélküli állatok esetében a halak meglepő módon képesek elkapni néhány komolyabb szemet.
Amikor zebrafish ( Új kutatások azt mutatják, hogy Danio rerio) elbukik, hasonlóan elkapják z-jüket, mint az emberek. Úgy tűnik, hogy ezek a csíkos úszók megtapasztalják a REM-alvás fiskális egyenértékét, azt a stádiumot, amelyben az emberek álmodnak – és olyasmit, amiről eddig csak emlősöknél, madaraknál és hüllőknél számoltak be.
Ez nem Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a halak álmodoznak, vagy akár azt, hogy alvásuk változata teljesen megegyezik a miénkkel. Ennek ellenére a Nature folyóiratban ma megjelent tanulmány azt sugallja, hogy a gerinces állatok – az emlősöket, madarakat, hüllőket, kétéltűeket és halakat magában foglaló állatok csoportja – gyakori lehet a többlépcsős szundítás, és több mint 450 millió évvel ezelőtt keletkezhetett. .
“Ez a cikk még sokáig eljön” – mondja Audrey Chen Lew, az Irvine-i Kaliforniai Egyetem neurobiológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban. “Nagyon szép munka, amely … hasonlóság a halak, az emberek és más emlősök között, amelyeket még nem láttunk. ”
Ez az alvás többé-kevésbé mindenütt jelen van olyan összetett állatok között, mint például a gerincesek, amelyek mind rendelkeznek a gerincvelőt alkotó idegrendszeri áramkörökkel. De a neurobiológia világában a dolgok nem annyira fekete-fehérek.
Az egyik kérdés az, hogy az alvást nem mindig könnyű mérni vagy azonosítani. Egyes lényeknél könnyű viselkedés kiválogatni: Amikor elbóbiskol, sok állat nyugodt testtartásba kerül, megállítja mozdulatai nagy részét, és hosszabb ideig kevésbé veszi tudomásul környezetét (kómába nem kerülve) vagy más nehezen visszafordítható létállapot).
Más szervezetek azonban nem tartják be ezeket a kritériumokat, ami arra ösztönzi a kutatókat, hogy keressék az alvás sejtesebb meghatározását – ami általánosan kimutatható mindazok között, akik valójában rendszeres alvást folytatnak.
A zebrak halak életük első pár hetében átláthatóak. Itt látható egy lárva vagy fiatalkorú. Kép jóváírás: Shawn Burgess, NHGRI, Wikimedia Commons
Ez valójában valami, amit a tudósok többé-kevésbé szögeztek le emlősöknél, madaraknál és hüllőknél, amelyek mindegyike hasonló tevékenységet mutat az agyban, amikor eltalálja a szénát. A halak viszont többnyire titokzatosak maradtak, részben annak a ténynek köszönhető, hogy sok alváskutatási módszert emberre és más szárazföldi fajokra szabtak.
De annak ellenére, hogy egymástól legalább 400 millió éves evolúció, a halak és az emberek nem annyira különböznek egymástól. Az egész testben az emberi fiziológia ismert jellemzői, egészen a DNS-be írt génekig. Ami a halat illeti, az emberhez hasonló alváshoz minden megfelelő technika rendelkezésre áll – mondja Philippe Mourrain, a tanulmány szerzője, a Stanford Egyetem neurobiológusa. Csak még senki nem találta a módját annak ellenőrzésére, hogy ugyanazt csinálja-e.
Tehát egy Mourrain által vezetett tudóscsoport úgy döntött, hogy kitalál egy saját módszert. Az emberi alvásvizsgálatok során a személy testéhez csatlakoztatott érzékelők rögzítik agyi aktivitásukat, pulzusukat, légzésüket és izommozgásaikat. Ennek az átfogó mérési csomagnak az inspirációja alapján a kutatók kifejlesztették azt a tényt, hogy egy egész testen átkutatnak egy zebrafish-t – egy csíkos, hüvelyk hosszú minnow-t, amely átlátszó testtel fejlődik ki az első néhány hete alatt.
Ez az áttetsző bőr kulcsfontosságú volt a kísérlet sikerében, mivel lehetővé tette a kutatók számára, hogy közvetlenül belenézzenek a hal szerveibe, műtétek vagy más invazív eljárások szükségessége nélkül – mondja Louis Leung, a tanulmány szerzője, aki a Mourrain felügyelet. Embereknél sok alvásvizsgálati mérést gyűjtenek úgy, hogy elektromos jeleket rögzítenek elektródák útján a bőrön. De a hal átlátszósága lehetővé tette a kutatók számára, hogy azonos típusú adatokat gyűjtsenek egyszerűen fluoreszcens markerek cellákba helyezésével, amelyek aztán elektromos jelek jelenlétében kigyulladtak, és képi játékot eredményeztek az egyes sejtek viselkedésének időbeli lejátszásával. >
Amikor a csapat egy fiatalkorú zebrak halak iskolájának agyhullámait elemezte nyugodtan, felfedezték az elektromos tevékenység két ismert mintáját. Az első feltűnően hasonlított arra, amit az emberek mély- vagy lassúhullámú alvásként ismernek, így nevezték el, mert szinkronizált, alacsony frekvenciájú agyhullámok sorozatát produkálja. Az embereknél a mély alvást alacsony agyi aktivitás jellemzi, és úgy gondolják, hogy ez lehetőséget ad a testnek a gyógyulásra. Szerepet játszhat az emlékezet konszolidációjában is.
Ha ez igaz a halakra is, Mourrain szerint ennek sok értelme van. Még azoknál az állatoknál is szükség van valamilyen R & R-re, akiknél az élet úszósan halad. És a halaknak is tanulniuk kell. De Mourrain sokkal jobban megdöbbent, amikor látta, hogy az emberi alvás egy másik jellemzője visszhangzik a zebrafish-ban: az állapot, amelyben az emberek álmodnak.
Az úgynevezett gyors szemmozgás (REM) alvás tulajdonképpen tele van agyi aktivitással, az ébrenlét alatt végzett mérésekkel egyenértékű A nagy különbség természetesen az, hogy a test többi része nem ébren van, és valójában többnyire mozgásképtelen (kivéve a szemeket, amelyek emberekben előre-hátra rángatnak).
úgy tűnik, hogy ez igaz a zebrafish-ra is, kivéve a szemüket, amely a test többi részével együtt elhallgatott – mondja Mourrain. (Sok más állat a REM-alvás alatt is mozdulatlanul tartja a szemét.)
Sem a mély alvás, sem a REM-alvás nem volt teljesen azonos az emberek és a halak között – mutat rá Guliz Ozcan, a University College London neurobiológus és zebra szakértője, aki nem vett részt a vizsgálatban. Egyrészt a lassú hullámú zebra halak megfelelő mennyisége jóval lassabb volt. Ezeknek a különbségeknek az ellenére Ozcan szerint mindkét állam idegi “aláírása” egyértelműen felismerhető – ami azt jelenti, hogy az alvás emberi változata sokkal kevésbé emberi, mint azt valaha gondolták.
Ezekkel az új megállapításokkal Leung azt mondja: A zebrafish mostantól csatlakozhat a gerincesek egyre növekvő listájához, amelyekben az alvás molekulárisabb szinten került meghatározásra. Anélkül, hogy minden létező gerincet tesztelnénk, nehéz megmondani, hogy a többlépcsős alvás univerzális-e ebben a csoportban – teszi hozzá. De mint a halak – amelyek az összes ismert gerinces faj fele részét képezik – a zebrafish és megdöbbentő álma azt sugallja, hogy a többlépcsős alvás előfordulhatott legalább 450 millió évvel ezelőtt élt emlősök, madarak, hüllők és halak közös őseiben. / p>
A kétéltűek valószínűleg megosztják ezt a tulajdonságot is, mivel szorosabban kapcsolódnak hozzánk, mint a halak, mondja Mourrain. A következő lépés – hozzáteszi – az lesz, hogy megnézzük, hogy ugyanazok az aláírások tovább terjednek-e. vissza evolúciós tim e.
Felső: Zebrafish lárva, fluoreszcens központi idegrendszerrel. A sejtek aktívvá válva világítanak. Alja: A zebrafish központi idegrendszere és izmai ugyanazon fluoreszcenciával megvilágítva. Ennek a rendszernek a segítségével a kutatók invazív eljárások nélkül tudták rögzíteni az alvás sejtes aláírásait. Kép hitel: Louis Leung, a Stanford Egyetem jóvoltából
Az ilyen mélyen gyökerező következmények miatt ez a cikk “a teljes áttörés “- mondja Eva Naumann, a Duke Egyetem neurobiológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban.” Nem tudom túlbecsülni: a puzzle hiányzó darabja volt … Egy ilyen tanulmányra vártam jöjjön ki, mióta ezen a területen kezdtem dolgozni. ”
Az itteni összkép azonban nem fest primitívnek az embereket. Ezeknek az eredményeknek inkább “fel kell emelniük a zebrafish-t mint modellrendszert az olyan idegi jelenségek tanulmányozására, mint az alvás” – teszi hozzá Naumann.
A tanulmány eredményei azt is kimutatták, hogy alváshiány esetén vagy altatókkal kezelve a zebrafish reagál az emberekhez hasonlóan viselkedésbeli és fiziológiai szempontból is, utalva arra, hogy ezek a gyógyszerek szűrésében is hasznosak lehetnek a rendszertelen vagy rendezetlen alvás kezelésére, mondja Ozcan.
Azonban az elefánt még mindig ott van a szobában: Annak ellenére, hogy annyira elterjedt , az alvás és annak minden szakasza továbbra is elgondolkodtatja a kutatókat, hogy megpróbálják kiosztani valódi céljukat. De bármi is legyen ez a szundikálás, ha valóban ilyen régen fejlődött, és ennyi fajban elakadt, “ez valami igazán nélkülözhetetlen ”- mondja Leung.
Ami a zebrafish álmodozását illeti a REM verziója alatt, ez még mindig nyitott kérdés. Ha az álmodozás a tanulás és a memorizálás eredménye, akkor ez biztosan lehetséges, mondja Mourrain.
Végül is a legtöbb áttörés a legváratlanabb helyekről érkezik – mondja. Beleértve azokat, akikről az emberek (vagy bármely más faj talán) még csak nem is álmodtak.
E-maileket fogadhat a közelgő NOVA programokról és a kapcsolódó tartalmakról, valamint az aktuális eseményekről szóló kiemelt jelentéseket tudományos lencsén keresztül.