Οι επιστήμονες εντόπισαν τον μοριακό μηχανισμό που αναγκάζει ένα ψάρι ζέβρα που χάνει να αποσυρθεί από τη μάχη. Ενώ ένα ψάρι που αγωνίζεται γενικά μπορεί να μην προκαλεί μεγάλο ενδιαφέρον, το γεγονός ότι τα ψάρια ζέβρα και οι άνθρωποι έχουν πολύ παρόμοια νευροβιολογία σημαίνει ότι αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να είναι σημαντική, όπως αναφέρεται, για τη θεραπεία διαταραχών της διάθεσης.

Οι επιστήμονες από το ιαπωνικό ερευνητικό ινστιτούτο Riken είχαν ανακαλύψει προηγουμένως ότι η χαμπενούλα, μια βαθιά δομή του εγκεφάλου, φιλοξενεί δύο νευρωνικά κυκλώματα που παίζουν καθοριστικό ρόλο στο ψάρι ζέβρα που καθορίζει αν κέρδισε ή έχασε μια μάχη.

Τώρα, ο γρίφος για το πώς ενεργοποιήθηκε αυτό το κύκλωμα έχει λυθεί, με την ομάδα να διαπιστώνει ότι, όταν ένα ψάρι χάνει, ο νευροδιαβιβαστής ακετυλοχολίνη (ACh) κινεί τον νευρικό διακόπτη που δημιουργεί μια ειδική ενίσχυση για τον ήττα – ή ενίσχυση ενός σήματος κατά μήκος ενός προϋπάρχοντος μονοπατιού – στον πυρήνα habenula-interpeduncular.

Στη συνέχεια, η διαδικασία περιλαμβάνει επίσης έναν άλλο νευροδιαβιβαστή, το γλουταμινικό, που κινείται από το εσωτερικό προς την επιφάνεια της μετασυναπτικής μεμβράνης των νευρώνων στον μεσοσπονδυλικό πυρήνα – κάτι που δεν συνέβη στους νικητές.

Ουσιαστικά, αυτή η μοριακή ενεργοποίηση που προκαλεί μια πολύ συγκεκριμένη νευρική αλυσιδωτή αντίδραση σηματοδοτεί στα ψάρια ότι είναι ώρα να σταματήσουν την προσπάθεια και να τρέξουν ή να κολυμπήσουν.

Επειδή το ψάρι ζέβρα έχει παρόμοιους υποδοχείς νευροδιαβιβαστών, μεταφορείς και ένζυμα σύνθεσης και μεταβολισμού με τους ανθρώπους και τα τρωκτικά, είναι πιθανό αυτός ο μηχανισμός να υπάρχει σε είδη με παρόμοια διατηρημένη σύνθεση εγκεφάλου. Τα ψάρια μοιράζονται επίσης περίπου το 70 τοις εκατό των γονιδίων με τον άνθρωπο και το 84 τοις εκατό των γονιδίων που μέχρι στιγμής γνωρίζουμε ότι εμπλέκονται σε ανθρώπινες ασθένειες.

«Αυτό το κύκλωμα από το habenula στον μεσοσπονδυλικό πυρήνα υπάρχει σε όλα τα σπονδυλωτά», είπε ο Hitoshi Okamoto, ο οποίος ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας στην προηγούμενη ανακάλυψη. «Έτσι είμαι σίγουρος ότι παίζει παρόμοιο ρόλο σε άλλα ζώα».

Οι ερευνητές έκαναν την ανακάλυψή τους αφού έβαλαν δύο αρσενικά ψάρια ζέβρα σε μια δεξαμενή για να πολεμήσουν. Αφού υπήρχε ένα ξεκάθαρο κυρίαρχο ψάρι, και τα δύο υποβλήθηκαν σε ευθανασία και οι κομμένοι εγκέφαλοι τους μελετήθηκαν εντατικά.

Έτσι, ενώ, στην πραγματικότητα, ίσως κανένα από τα ψάρια δεν ήταν νικητής στο τέλος της ημέρας, στον κόσμο της νευροεπιστήμης η διαφορά ήταν σημαντική.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η κατανόηση αυτού του «διακόπτη χαμένου» θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά σημαντική σε νέες θεραπείες για διαταραχές της διάθεσης, όπως το κοινωνικό άγχος και η απόσυρση.

«Υπάρχουν πολλές έρευνες που εμπλέκουν το habenula με τη σοβαρή κατάθλιψη, αλλά το τμήμα του habenula που συνδέεται με τον μεσομποδικό πυρήνα δεν έχει μελετηθεί πολύ», είπε ο Okamoto. «Είμαι σίγουρος ότι αυτό το κύκλωμα πιθανώς εμπλέκεται σε συνθήκες όπως η κοινωνική απόσυρση».

Ενώ είναι προκαταρκτικά, τα ευρήματα έχουν ενδιαφέρουσες μελλοντικές σκέψεις, όπως το αν θα μπορούσε κάτι που καταστέλλει τη δραστηριότητα της ACh να έχει “θετική επίδραση” στην ανθρώπινη ορμή, την επιμονή και την ψυχική ανθεκτικότητα;

Εν τω μεταξύ, οι ερευνητές σκοπεύουν να συνεχίσουν να επεξεργάζονται τους ρόλους που παίζουν αυτά τα κυκλώματα νικητών και ηττημένων στην επιβίωση.

«Ο απώτερος στόχος μας είναι να προσδιορίσουμε τους πραγματικούς ρόλους αυτών των δύο κυκλωμάτων», είπε ο Okamoto. “Η τρέχουσα υπόθεσή μας είναι ότι το κύκλωμα του νικητή κάνει τα ψάρια να εστιάζουν στην εσωτερική τους κατάσταση, ενώ το κύκλωμα ηττημένου κάνει τα ψάρια να κοιτάζουν προς τον εξωτερικό κόσμο. Αυτήν τη στιγμή εκτελούμε πειράματα για να ελέγξουμε αυτήν την υπόθεση.”

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Current Biology .

(photo: pixabay)