Welche Gefühle würdest du einem High Five zuschreiben? Spüren Sie den befriedigenden Stich von Palm-on-Palm-Action? Oder vielleicht die Schmerzen in Ihren Gelenken durch übermäßiges Feiern? Was ist mit der Hitze der Hand deines Freundes oder der dumpfen, anhaltenden Taubheit, nachdem die Party vorbei ist?
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Dieser Zusammenfluss von Empfindungen ist nicht einzigartig. Berührung ist ein notorisch schwieriger Sinn, um genau zu studieren, weil es schwierig ist, die Vielzahl von Gefühlen voneinander zu trennen. Verschiedene Arten von Reizen, von Druck über Schmerz bis zu Temperatur, durchlaufen jeweils einzigartige Prozesse, wenn sie von mechanischen Eingaben in elektrische Signale umgewandelt werden, die an das Gehirn gesendet werden. Dieser Prozess wird als Mechanosensation bezeichnet.
Um die Sache noch schlimmer zu machen (oder besser, je nachdem, wie Sie es sehen), erleben wir normalerweise all diese Berührungsempfindungen gleichzeitig. Dies erschwert es enorm, die Reaktion auf einen einzelnen Reiz zu isolieren, und hat unser Verständnis dieses grundlegenden physiologischen Prozesses bisher erschwert. Das Herausfinden der Feinheiten der Berührung kann jedoch entscheidend für die Entwicklung von Therapien sein, wenn das System ausfällt, z. B. wenn jemand unter chronischen Schmerzen leidet.
Diese Woche gaben Wissenschaftler der Yale University School of Medicine bekannt, dass sie ein vielversprechendes neues Modell für die Beschreibung von Berührungen - insbesondere leichten Berührungen - auf zellulärer Ebene gefunden haben: Enten. Die Forschungsergebnisse des Teams werden diese Woche auf einem Treffen der Biophysical Society in Baltimore, Maryland, vorgestellt.
Berührungsempfindliche Enten wie Stockenten, Krickenten und Schaufeln verwenden ihre Scheine, um im trüben Wasser nach Nahrung zu suchen. Auf der Suche nach Krebstieren und anderen kleinen Beutetieren stützen sie sich auf eine intensive Konzentration von Neuronen in ihren Köpfen - sogenannte Trigeminusneuronen -, die mit den Sinnesorganen in ihren Rechnungen in Verbindung stehen. Das Yale-Team, angeführt von Sviatoslav "Slav" Bagriantsev in Zusammenarbeit mit Elena Gracheva, entdeckte, dass 85 Prozent dieser Neuronen niedrigschwellig sind, was bedeutet, dass sie auf unglaublich empfindliche Berührungen reagieren. Die Konzentration ist viel höher als bei anderen Wirbeltieren. Außerdem reagieren die Zellen viel schneller, intensiver und über einen längeren Zeitraum auf Berührungen.
„Wenn Sie ein schwer zu verstehendes physiologisches Phänomen untersuchen, ist es immer großartig, sich ein Beispiel anzusehen, bei dem ein bestimmtes physiologisches Merkmal auf die Spitze getrieben wurde“, erklärt Bagriantsev. "Es gibt so wenige Tiere, die einen extremen Tastsinn entwickelt haben!"
Der nächste Schritt des Teams besteht darin, zu untersuchen, wie die überlegenen sensorischen Fähigkeiten von Enten auf molekularer Ebene funktionieren, indem bestimmte Viren in befruchtete Enteneier injiziert werden. Dies stört bestimmte Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, und könnte den Forschern helfen, die Proteine zu identifizieren, die dafür verantwortlich sind, dass die Nervenzellen so empfindlich sind, und auf ihre menschlichen Gegenstücke hinzuweisen. Die ultimative Hoffnung besteht darin, dass Arzneimittelentwickler Ziele für neue Wirkstoffe identifizieren können, die bei der Behandlung mechanosensorischer Störungen wie chronischen Schmerzen und verstärkter Schmerzreaktion helfen.
Molekulare Untersuchungen würden "dieses Modell auf ein völlig neues Niveau bringen", sagt Bagriantsev. "Die Genetik von Mäusen wird ständig weiterentwickelt, und im Moment wird die Genetik von Vögeln immer besser." auch. „Der Schlüssel ist die Fähigkeit, sich auf Berührungen ohne visuelle oder olfaktorische Hinweise zu verlassen. Wenn ein Tier das kann - wir sind interessiert, egal um welches Tier es sich handelt “, schrieb er in einer E-Mail.
Aber für die nächste Runde könnte die Vogelwelt die besten Kandidaten anbieten. Die als Anseriformes bekannte Vogelart, die Enten, Gänse und Schwäne umfasst, ist ein Ausgangspunkt, aber die wahren Vogel-Superstars der taktilen Fütterung sind Watvögel der Ordnung Charadriiformes. Wenn diese Flussuferläufer, Brachvögel und andere Watvögel ihre Scheine in den Sand tauchen, um Nahrung zu finden, können sie überhaupt nichts sehen.
"Schnabel suchende Watvögel sind die Champions", sagt Bagriantsev. Im Gegensatz zu Mäusen und Ratten stellen diese Tiere jedoch in der wissenschaftlichen Forschung erhebliche ethische Bedenken dar, da sie keine speziell für Tests gezüchteten Laborpopulationen aufweisen. Die Durchführung dieser Art von Forschung an Watvögeln würde die Bergung von Kadavern von außerhalb des Feldes erfordern, eine mühsame Aufgabe. Auch Enten aus der Laboraufzucht sind keine Seltenheit, aber zum Glück für das Forscherteam gab es eine lokale Lösung für dieses Problem.
„Unsere Studie ist ethisch unbedenklich, da wir unsere Entenköpfe von einer Farm bezogen haben, wo sie nur Nebenprodukte der Geflügelproduktion sind“, sagt Bagriantsev. „In Yale gibt es viele Farmen, auf denen Enten, Hühner und andere Arten von Geflügel für den menschlichen Verzehr gezüchtet werden. Wir waren gerade beim Schlachten da und haben so ziemlich das bekommen, was sie weggeworfen haben. Wir isolieren das [Nervengewebe] von den Köpfen auf der Farm, stecken es in ein Reagenzglas und fahren gerade schnell genug zurück ins Labor, damit die Neuronen am Leben bleiben. “
High-Five für Widmung.
