Wat voor soort gevoelens zou je toeschrijven aan het krijgen van een high-five? Voel je de bevredigende steek van palm-op-palm actie? Of misschien de pijn in je gewrichten door overmatig feestvieren? Hoe zit het met de hitte van de hand van je vriend of de saaie, blijvende gevoelloosheid nadat het feest voorbij is?
gerelateerde inhoud
- Londen voegt speciale banen toe voor eenden
- Een jeuk krabben kalmeert, maar dan worden je hersenen erger
Deze samenvloeiing van sensaties is niet uniek. Aanraking is een notoir moeilijk om precies te bestuderen, omdat de hoeveelheid gevoelens moeilijk te scheiden is. Verschillende soorten stimuli, van druk tot pijn tot temperatuur, ondergaan elk unieke processen wanneer ze worden omgezet van mechanische ingangen in elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd, een proces dat mechanosensatie wordt genoemd.
Tot overmaat van ramp (of beter, afhankelijk van hoe je het bekijkt), ervaren we meestal al deze aanraaksensaties tegelijkertijd. Dit maakt het isoleren van de reactie op een enkele stimulans enorm moeilijk en heeft tot nu toe ons begrip van dit fundamentele fysiologische proces belemmerd. Maar het uitzoeken van de fijne kneepjes van aanraking kan cruciaal zijn voor het ontwikkelen van behandelingen wanneer het systeem uitvalt, zoals wanneer iemand chronische pijn begint te ervaren.
Deze week hebben wetenschappers van de Yale University School of Medicine aangekondigd dat ze een veelbelovend nieuw model hebben gevonden voor het beschrijven van aanraking - met name lichte aanraking - op cellulair niveau: eenden. Het onderzoek van het team wordt deze week gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de Biophysical Society in Baltimore, Maryland.
Eenden die zich voeden door aanraking, zoals wilde eenden, wintertaling en scheppen, gebruiken hun rekeningen om te navigeren en voedsel te vinden in troebel water. Op zoek naar schaaldieren en andere kleine prooien, vertrouwen ze op een intense concentratie van neuronen in hun hoofd - trigeminale neuronen genoemd - die verbinding maken met sensorische organen in hun snavel. Het Yale-team, onder leiding van Sviatoslav "Slavische" Bagriantsev in samenwerking met Elena Gracheva, ontdekte dat 85 procent van deze neuronen laagdrempelig zijn, wat betekent dat ze reageren op een ongelooflijk delicate aanraking. De concentratie is veel hoger dan wat typisch wordt gezien bij andere gewervelde dieren. Ook reageren de cellen veel sneller, intenser en gedurende langere perioden op aanraking.
"Wanneer je [een] fysiologisch fenomeen bestudeert dat moeilijk te begrijpen is, is het altijd geweldig om naar een voorbeeld te kijken waar een bepaalde fysiologische eigenschap tot het uiterste is doorgevoerd, " legt Bagriantsev uit. "Er zijn zo weinig dieren die tot het uiterste hebben gevoeld!"
De volgende stap van het team is om te onderzoeken hoe de superieure sensorische vermogens van eenden op moleculair niveau werken, door bepaalde virussen in bevruchte eendeieren te injecteren. Dit verstoort specifieke aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, en kan de onderzoekers helpen de eiwitten te identificeren die verantwoordelijk zijn voor het zo gevoelig maken van de zenuwcellen, en wijzen op hun menselijke tegenhangers. De ultieme hoop is dat ontwikkelaars van geneesmiddelen doelen voor nieuwe verbindingen kunnen identificeren die zouden kunnen helpen bij het behandelen van mechanosensorische aandoeningen zoals chronische pijn en verhoogde pijnrespons.
Moleculaire onderzoeken zouden "dit model naar een geheel nieuw niveau brengen", zegt Bagriantsev. "Mensen doen muizen genetica de hele tijd, en op dit moment wordt vogelgenetica eigenlijk steeds beter en beter." Uiteindelijk hoopt hij mechanosensatie in andere diergroepen te bestuderen, te. “De sleutel is het vermogen om op aanraking te vertrouwen zonder visuele of olfactorische signalen. Als een dier dit kan, zijn we geïnteresseerd, ongeacht wat het dier is, 'schreef hij in een e-mail.
Maar voor de volgende ronde biedt de vogelwereld misschien de beste kandidaten. De volgorde van vogels bekend als Anseriformes, waaronder eenden, ganzen en zwanen, is een plek om te beginnen, maar de echte aviaire supersterren van tactiele voeding zijn shorebirds van de orde Charadriiformes. Wanneer deze strandlopers, curlews en andere steltlopers hun rekeningen in het zand storten om voedsel te vinden, kunnen ze helemaal niets zien.
"Bek-onderzoekende kustvogels zijn de kampioenen, " zegt Bagriantsev. In tegenstelling tot muizen en ratten, vertonen deze dieren echter aanzienlijke ethische zorgen in wetenschappelijk onderzoek omdat ze geen laboratoriumpopulaties hebben die specifiek voor het testen zijn gefokt. Het uitvoeren van dit soort onderzoek naar shorebirds vereist het terughalen van karkassen uit het veld, een vervelende taak. Niet dat eenden die in het laboratorium zijn grootgebracht ook veel voorkomen, maar gelukkig voor het onderzoeksteam was er een lokale oplossing voor dat probleem.
"Onze studie heeft geen ethische zorgen omdat we onze eendenkoppen hebben verkregen van een boerderij waar ze alleen bijproducten zijn van de pluimveehouderij, " zegt Bagriantsev. “Er zijn [en] veel boerderijen rond Yale waar eenden en kippen en andere soorten pluimvee voor menselijke consumptie worden verbouwd. We waren er toevallig tijdens de slacht en kregen vrijwel alles wat ze weggooiden. We isoleren het [zenuwweefsel] van de hoofden op de boerderij, stoppen ze in een reageerbuis en rijden net snel genoeg terug naar het laboratorium zodat de neuronen in leven blijven. ”
High-five voor toewijding.
