Нейробіологи виявили чутливі нейрони шкіри, відповідальні за «рефлекс мокрого собаки», коли тварини швидко струшуються, щоб видалити з шерсті воду чи сторонні предмети, у дослідженні на мишах. Що цікаво, у людей аналогічні чутливі нейрони відповідальні за відчуття приємного дотику. Оскільки механізми утворення рефлексів у всіх ссавців подібні, це дослідження допоможе зрозуміти, чому в людей і тварин виникає надмірна чутливість шкіри, зокрема чому коти можуть розчухувати шкіру до ран. Дослідження опублікували в журналі Science.
Струшування миші у відповідь на активацію нейронів шкіри світлом. Zhang et al. / Science, 2024
Чим науковців зацікавили рефлекси собак?
У шкірі ссавців налічують аж 12 різних за будовою та функціями підтипів чутливих нейронів, які відповідають за відчуття дотику, температури та болю. Функції частини з цих нейронів досі не вивчені, а проте, вони можуть брати участь у виникненні нейропатичного болю, тобто болю без причини, та нервового свербежу у тварин і людей.
Одним із ефектів, які спричиняють ці нейрони у шкірі, є «рефлекс мокрого собаки». Він зустрічається у багатьох ссавців і, як вважають науковці, допомагає позбутися подразників на спині та шиї, куди тварина сама не зможе дотягнутися. Як саме виникає цей рефлекс на рівні нервової системи, поки невідомо. Тому науковці з Медичного інституту Говарда Г'юза у США вивчали, як активація деяких з чутливих нейронів шкіри впливає на поведінку мишей, які є модельними об’єктами.
Який процес запускав «рефлекс мокрого собаки» в мишей?
Дослідники перевіряли рефлекси на мишах, крапаючи їм на задній бік шиї олію, що у звичайних мишей викликало струшування. Потім у частини мишей видалили ген Piezo2, який бере участь в передачі сигналів про дотик. Як виявилося, видалення цього гена запобігало активації «рефлексу мокрого собаки», тоді як у звичайних мишей він зберігався. Так науковці підтвердили, що цей рефлекс активується саме через дотик, а не відчуття холоду, як підозрювали раніше — адже рідина на шерсті може викликати також і відчуття холоду.
Далі дослідники стежили за активацією різних підтипів чутливих нейронів у шкірі мишей у відповідь на подразнення олією. Як виявилося, нейрони під назвою C-LTMR, які зазвичай проводять сигнали від волосяних цибулин у шкірі, активували «рефлекс мокрого собаки». Навіть без нанесення олії, коли науковці активували ці нейрони світлом, в мишей активувався «рефлекс мокрого собаки».
Блокування нейронів C-LTMR у частини мишей призводило до зниження на 50 відсотків частоти струшування у відповідь на нанесення олії, порівняно зі звичайними мишами. Науковці також встановили, що ці нейрони передають сигнали у мозок через нейрони спинного мозку та мозочка — це відкриває можливість впливати на рефлекс на різних стадіях його активації.
Як розуміння рефлексу собак і мишей допоможе людям?
У людей є чутливі нейрони, аналогічні мишачим C-LTMR, які реагують на легкі механічні подразники, пов'язані з відчуттями задоволення від дотику та лоскоту. Вивчення їхньої активації може допомогти зрозуміти механізм появи порушень сприйняття чуттів у шкірі, таких як хронічний свербіж або нейропатичний біль.
Також ці нейрони можуть бути пов’язаними з надмірною чутливістю до подразників, яку спостерігають у людей з розладами аутистичного спектра, розладом дефіциту уваги з гіперактивністю та посттравматичним стресовим розладом. Якщо науковці навчаться впливати на їхню активацію в людей, то можуть допомогти позбутися цих неприємних відчуттів.
- Вивчення рефлексів може допомогти й інженерам: спостерігаючи за поведінкою геконів, які рефлекторно використовують хвіст для приземлення на вертикальну поверхню, вони створили робота з подібною здатністю.