Badania odkrywają zaskakujące węzły neuronalne w mózgu, które umożliwiają komunikację marmozet
Budowanie i utrzymywanie sieci społecznych w społeczności marmozet opiera się w dużej mierze na komunikacji akustycznej. „Wiele z tego, co wiemy na ten temat, pochodzi z badań przeprowadzonych w sztucznych warunkach zadań, takich jak marmozety wchodzące w interakcje ze swoimi wirtualnymi odpowiednikami wygenerowanymi przez komputery. Takie warunki mogą nie w pełni odzwierciedlać sposób, w jaki ich mózg działa w naturalnych warunkach” — zauważa Arthur Lefevre, koordynator projektu MarmOT finansowanego z programu działania „Maria Skłodowska-Curie”. Badania skupiały się na mózgach spontanicznie zachowujących się zwierząt. Badacz, obserwując aktywność neuronalną tych naczelnych w naturalnym środowisku, uzyskał wyraźniejszy obraz funkcjonowania ich mózgu w codziennych sytuacjach. „Zbadaliśmy zwłaszcza «efekt przyjęcia koktajlowego». Zjawisko to odnosi się do zdolności jednostki do utrzymywania konwersacji w zatłoczonym i głośnym otoczeniu, czyli wykonywania zadania, które demonstruje złożony charakter komunikacji” — dodaje Lefevre.
Popularne naczelne, które nadal budzą wiele pytań
Na potrzeby tego badania Lefevre skupił się na marmozetach złocistych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które są znane również jako uistiti białouche, czyli bardzo społecznych ssakach naczelnych o kilku charakterystykach, które sprawiają, że idealnie nadają się do badania biologii i dynamiki społecznej komunikacji. „Te naczelne mają bogaty repertuar nawoływań, które umożliwiają im wzajemną identyfikację, nawet gdy się nie widzą. Wykazują również rzadkie cechy, takie jak wokalne porozumiewanie się naprzemienne(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i uczenie wokalne, które są niezwykłe, nawet wśród innych naczelnych” — wyjaśnia Lefevre. Marmozety ponadto wiążą się w pary i uczestniczą we wspólnej opiece nad swoimi noworodkami. To cechy, które podkreślają ich prospołeczne zachowania.
Nowe bezprzewodowe techniki nagrywania aktywności mózgu
Naukowiec rozpoczął swoje badania od zmapowania włókien oksytocynowych w mózgach marmozet i odkrył ich występowanie w przedniej korze zakrętu obręczy (ACC). Ponieważ oksytocyna moduluje zachowania społeczne a ACC wpływa na komunikację, postawił hipotezę, że to oksytocyna może modulować komunikację głosową. Aby to sprawdzić, zaczął opracowywać wirusy zależne od adenowirusów (AAV), które celują w neurony oksytocyny i aktywują je na żądanie. Proces ten jednak trwał dłużej, niż się spodziewał, i zakończył się dopiero w końcowej fazie projektu, nie mógł więc zostać wykorzystany w badaniach eksperymentalnych. Eksperymenty są obecnie prowadzone w laboratorium badawczym(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Od strony bardziej technicznej, badacz skupił się na ulepszeniu bezprzewodowej elektrofizjologii(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Opracowałem nowe metody rejestrowania większej liczby neuronów jednocześnie. Był to kluczowy krok dla projektu, ponieważ pozwolił nie tylko badać kilka neuronów na sesję, ale także zarejestrować ich setki” — podkreśla Lefevre. Lefevre udało się również pomyślnie wszczepić wiele mikroczujników szczotkowych i sond neuropikselowych, które nigdy wcześniej nie były stosowane bezprzewodowo.
Nowe wskazówki na temat sposób, w jaki marmozety rozumieją dźwięki, dzielą się nimi i filtrują je
„Dokonaliśmy kilku nowych odkryć na temat pola Brodmanna 24(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w mózgu. Chociaż już wcześniej wiadomo było, że bierze ono udział w produkcji wokalizacji, odkryliśmy, że wpływa również na percepcję wokalizacji. Analizując aktywność neuronową, mogliśmy rozszyfrować, jakiego rodzaju nawoływania marmozety wykonywały lub słyszały” — stwierdza Lefevre. Naukowcy odkryli również, że ten konkretny obszar mózgu dostarcza informacji o tym, czy marmozeta wchodzi w interakcję. „Na przykład na podstawie aktywności mózgu mogliśmy stwierdzić, czy wokalizacje marmozety były izolowane, czy też stanowiły część aktywnej wymiany, ponieważ marmozety komunikują się naprzemiennie”. „Ostatecznie odkryliśmy, że ACC przetwarza połączenia w sposób, który ignoruje inne nakładające się dźwięki, co pokazuje, że radzi sobie z informacjami słuchowymi w sposób bardzo podobny do efektu przyjęcia koktajlowego. Podkreśla to kluczową rolę ACC w komunikacji, nawet jeśli do tej pory nie była ona postrzegana jako część sieci językowej” — podsumowuje Lefevre.
