Különbségek a kutyák szaglásért felelős agyi hálózataiban

English below

Elkészült a kutyaagy szaglási kapcsolathálózatának térképe

Az ELTE etológusainak új agyi képalkotó vizsgálata alapján az életkor és az agy alakja befolyásolja, hogy a szaglással kapcsolatos agyi régiók milyen erősen kapcsolódnak egymáshoz. A kutatók nyugalmi állapotú fMRI-t alkalmaztak éber kutyákon a szaglás úgynevezett funkcionális konnektivitásának feltérképezésére. A Scientific Reports című folyóiratban megjelent tanulmány az első olyan vizsgálat, amely ezt a hálózatot kutyáknál vizsgálja, és azt, hogy hogyan függ össze az egyéni jellemzőkkel.

Az emberek régóta támaszkodnak a kutyák szaglására, de meglepően keveset tudunk arról, hogy a kutyák agya hogyan dolgozza fel a szaglási információkat.“Számos viselkedési tanulmány kimutatta, hogy az egyéni különbségek befolyásolják, mennyire jó szimatúak a kutyák” - mondja Asami Nakaimuki, az ELTE Eötvös Loránd Tudományegyetem Etológia Tanszékének PhD-hallgatója – “de azt nem tudjuk, hogy az egyéni különbségek az agyi hálózatban is tükröződnek-e”.

A kutatók először a szaglásban részt vevő agyi régiók funkcionális kapcsolathálózatát írták le egy speciális technikával, az úgynevezett nyugalmi fMRI-vel, amelyben a kutyák nem csináltak semmit, csak mozdulatlanul feküdtek 8 percig. A vizsgálatot megnehezíti, hogy a kutyáknak változatos formájú agya van, az orrhosszuktól, fejformájuktól függően hosszúkásabb vagy gömbölyűbb az agyuk. A hálózat részben megfelelt a korábban ismertetett anatómiai konnektivitásnak. Viszont az eredmények azt mutatták, hogy a fiatalabb és a hosszúkásabb agyú kutyáknak erősebb funkcionális kapcsolatai voltak a szagló régiókban, mint az idősebb és a gömbölyűbb agyú, tehát rövidebb orrú kutyáknak. A két ivar között nem voltak különbségek.

Hálózatok a kutyaagyban

A cikk a Qubit számára íródott.

Közel három évtizede foglalkozunk azzal az ELTE Etológia Tanszéken, hogy hogyan gondolkodnak a kutyák. Ma már nem csak a viselkedésükből következtethetünk erre, hanem az agyi aktivitásuk vizsgálatából is. Az fMRI (funkcionális mágneses rezonancia képalkotás) segítségével megjelölhető, vizualizálható, hogy melyik agyterületek aktívak, miközben a kutya a környezetből érkező ingerekre reagál. Így beazonosíthatjuk, melyek azok az agyi folyamatok, amelyek a kutya tanulását és emlékezetét befolyásolják. Ez hozzájárulhat jobb kiképzési módszerek kialakításához, de egyben arról is információt nyerhetünk, hogy az evolúció során milyen lépések vezettek el az emberi agyműködés kialakulásához.

Az fMRI vizsgálatokhoz arra van szükség, hogy a vizsgált alany percekig mozdulatlanul feküdjön egy szűk csőben, fülvédőt viselve a zaj ellen. A Qubit olvasóinak talán nem újdonság, hogy kutyák is megtaníthatók erre, félévnyi tanulás után lelkesen, önként hasalnak az MR készülékben. De aki most hall erről először, annak érdekes lehet, hogy munkahelyünk, az ELTE Etológia Tanszék élen járt a kutya fMRI mérések módszertanának kidolgozásában. Kollégáink már a 2008-as budapesti Canine Science Forum-on bemutatták két kutya adatait, akikkel évek óta jártak a Kaposvári Egyetem MR készülékéhez mérésekre. A kiképzési módszertant Gácsi Márta dolgozta ki, aki sokat tett a magyarországi segítőkutya-képzés bevezetéséért is. Sok módszert onnan vett át, kiegészítve az etológiai kutatások révén megismert, társas késztetésen alapuló rivális tréninggel, amikor a tanuló egy már képzett kutya munkáját látva és az azért bezsebelt dicséretet áhítva erősen motivált a feladat megtanulására. Az fMRI tréning eredményeként a képzett kutya 8 percen át képes (és szeretne!) mozdulatlanul feküdni az MR szkennerben, a várható sok-sok simogatásért és jutalomfalatért cserébe. Az utóbbi években számos publikáció jelent meg kutya fMRI témakörben, Andics Attila vezetésével. Ezekben általában hangokat játszottak le az állatoknak és azt vizsgálták, hogy a hangok agyi feldolgozása során melyik agyterületek aktiválódnak. 

Összehasonlító agykutatás - A kutya és az ember agya hasonlóan észleli a hangokban rejlő érzelmeket

Magyar kutatók a világon elsőként hasonlították össze az ember és egy nem főemlős állatfaj agyműködését, és azt találták, hogy a kutya agyában csakúgy, mint az emberében, létezik egy fajtársak hangjaira érzékeny terület. A rangos Current Biology c. folyóiratban most megjelent tanulmány szerint a kutya agya az emberéhez hasonló módon érzékeli a hangokban rejlő érzelmek akusztikus jellegzetességeit is. Az eredmények a kutatók szerint azt jelzik, hogy a fajtárshangokra való érzékenység egy olyan agyi funkció, ami már legalább 100 millió éve, a kutya és az ember legutolsó közös őse óta jellemzi az emlősök hangfeldolgozását. A kutatás új megvilágításba helyezi az ember és legjobb barátja közti különleges kapcsolatot is, és segít megérteni azokat a viselkedési és neurális mechanizmusokat, amelyek a két faj több tízezer éve fennálló szövetségét olyan hatékonnyá tették. “A kutya és az ember egymás közelében élnek, nagyon hasonló szociális környezetben. Eredményeink azt mutatják, hogy nemcsak a szociális környezet hasonlít, hanem azok az agyi mechanizmusok is, amelyek a szociális információkat feldolgozzák” – mondta Andics Attila, az MTA-ELTE Összehasonlító Etológiai Kutatócsoport munkatársa. – “Ez fontos támogatást nyújthat a két faj közti kommunikáció sikerességéhez is.”
A cikk folytatása az MTA-ELTE Összehasonlító Etológiai Kutatócsoport honlapján.

Andics et al., 2014. Current Biology

Fotók: https://plus.google.com/photos/108002458883666804230/albums/5973495377040995217

Híradások:

Funkcionális mágneses rezonancia vizsgálat éber kutyákon

Nyolc hónapon át képezte ki két kutyáját az Emory University kutatója arra, hogy mozdulatlanul feküdjenek a borzasztóan zajos MRI készülékben. A sikeres tréning után kiderült, hogy a kutyáknak ugyanazon agyterülete (a nucleus caudatus, farkas mag) reagál a várható jutalomra, mint más fajoknál, amivel fényesen beigazolódott, hogy nem csak az ember képes önként, leszíjazás vagy altatás nélkül mozdulatlanul feküdni egy hatalmas és ijesztő készülékben. A májusban megjelent cikk ez utóbbi megállapítás miatt nagy sajtóvisszhangot váltott ki. Sokan ujjongtak amiatt, hogy a kutyák ejtőernyős ugrás, búvárkodás és gördeszkázás után másféle hajmeresztő mutatványt is boldogan elvégeznek, ha ezzel kivívhatják gazdájuk tetszését. Holott nem is ez az első fMRI vizsgálat éber állapotú kutyákon: az ELTE Etológia Tanszék és a Kaposvári Egyetem Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézetének munkatársai négy évvel korábban, 2008-ban a budapesti Canine Science Forumon már beszámoltak két kutya teszteléséről. Csak éppen két eb eredményeit még kevésnek tartották ahhoz, hogy hosszabb közleményt jelentessenek meg róluk... Jó hír azonban, hogy a módszer azóta tovább fejlődött, és a készülő magyar cikk sokkal összetettebb helyzetben mutatja majd be jóval több kutya agyműködését (Berns et al., 2012). (Jelentkezés a vizsgálatokra itt: Kutya fMRI http://kutyaetologia.elte.hu/aktualis_tesztek.html)

A kutyaszakértő agy egyformán reagál az emberek és a kutyák közötti interakcióra

Az fMRI (funkcionális mágneses rezonancia-vizsgálat) képes megmutatni, ki a kutyaszakértő. A prefrontális kéreg bizonyos része csak a kutyaviselkedést jól ismerő embereknél aktiválódik két, egymással kapcsolatba lépő kutya fotója láttán. Szemkamerás vizsgálattal az is kiderült, hogy a szakértők többet néznek a kutyák testére, mint a fejére (Miiamaaria et al., 2012)