Povzetek: V preteklosti so v nevroznanstvenih raziskavah pri poskusih dajali prednost mišjim samcem pred mišjimi samicami zaradi prepričanja, da lahko ženski hormonski cikel povzroči vedenjske spremembe, ki lahko izkrivijo rezultate. Raziskovalci zdaj trdijo, da so kljub hormonskim ciklom mišje samice bolj stabilne pri raziskovalnem vedenju kot samci. Ugotovitve so močan argument za večjo vključenost mišjih samic v nevroznanstvene raziskave.
Vir: Harvard
Miši so že dolgo osrednji del nevroznanstvenih raziskav, saj predstavljajo prilagodljiv model, ki ga znanstveniki lahko nadzorujejo in preučujejo, da bi izvedeli več o zapletenem notranjem delovanju možganov. V preteklosti so raziskovalci v poskusih dajali prednost mišjim samcem pred mišjimi samicami, deloma zaradi skrbi, da hormonski cikel pri samicah povzroča vedenjske spremembe, ki bi lahko izkrivljale rezultate.
Nova raziskava Medicinske fakultete Harvard pa postavlja pod vprašaj to prepričanje in kaže, da pri številnih poskusih ta skrb morda ni upravičena.
Rezultati študije, objavljeni 7. marca v reviji Aktualna biologija, razkrivajo, da imajo mišje samice kljub stalnim hormonskim nihanjem bolj stabilno raziskovalno vedenje kot njihovi moški vrstniki.
Z uporabo seva miši, ki ga običajno preučujejo v laboratorijih, so raziskovalci analizirali, kako se živali obnašajo, ko prosto raziskujejo odprt prostor. Ugotovili so, da je hormonski cikel na vedenje vplival zanemarljivo, razlike v vedenju med posameznimi samicami miši pa so bile veliko večje. Poleg tega so bile razlike v vedenju še večje pri samcih kot pri samicah, tako znotraj miši kot med njimi.
Rezultati poudarjajo pomen vključevanja obeh spolov v študije na miših, je dejala raziskovalna skupina.
"Mislim, da je to res močan dokaz, da bi morali pri preučevanju naturalističnega, spontanega raziskovalnega vedenja v svoje poskuse vključiti oba spola - in to vodi do argumenta, da bi morali v tem okolju, če lahko izberete le en spol, dejansko delati na ženskah," je dejal Sandeep Robert Datta, profesor nevrobiologije na inštitutu Blavatnik na HMS, ki je študijo vodil skupaj z Rebecco Shansky z univerze Northeastern.
Od glodavcev do ljudi: Zgodovina pristranskosti
Ko si nevroznanstveniki prizadevajo za boljše razumevanje človeških možganov, se redno obračajo na miš, ki je po Dattovem mnenju "vodilni model vretenčarjev za razumevanje delovanja možganov".
To pa zato, ker si mišji in človeški možgani delijo precejšnjo količino strukturne organizacije in genetskih informacij, zato lahko znanstveniki zlahka manipulirajo z mišjim genomom za reševanje posebnih eksperimentalnih vprašanj in izdelavo modelov človeških bolezni.
"Veliko tega, kar razumemo o odnosu med geni in živčnimi vezji ter med živčno aktivnostjo in vedenjem, izhaja iz osnovnih raziskav na miših, zato bodo mišji modeli verjetno postali osrednje orodje v našem boju proti številnim nevrološkim in psihološkim boleznim," je dejal Datta.
Sčasoma je ta praksa povzročila slabše razumevanje ženskih možganov, kar je verjetno prispevalo k napačni diagnozi duševnih in nevroloških stanj pri ženskah, pa tudi k razvoju zdravil, ki imajo več stranskih učinkov za ženske - težave, ki jih je Shansky opisal v 2021 perspektiva v Nature Neuroscience.
Razlike v zastopanosti spolov, ki so pogoste pri raziskavah na živalih, so se v preteklosti odražale tudi v raziskavah, ki so vključevale ljudi.
"Ta pristranskost se začne v osnovni znanosti, vendar se posledice prenesejo v razvoj zdravil in vodijo do pristranskosti pri proizvodnji zdravil in pri tem, kako so zdravila prilagojena različnim spolom," je povedala glavna avtorica Dana Levy, raziskovalka na področju nevrobiologije na univerzi HMS. Levyjeva je na primer opozorila, da je znano, da se stanja, kot so anksioznost, depresija in bolečina, pri mišjih samicah in ženskah kažejo drugače kot pri mišjih samcih, ki se pogosteje uporabljajo v zgodnjih fazah testiranja zdravil.
Nacionalni inštituti za zdravje so leta 2016 objavili politiko, ki od raziskovalcev zahteva, da v poskuse vključijo moške in ženske subjekte in vzorce, da bi rešili problem spolne pristranskosti v znanstvenih raziskavah. Vendar nadaljnje študije, ki obravnavajo različne znanstvene discipline in posebej nevroznanost, kažejo, da je bil napredek počasen.
Razlogi za tako dolgotrajno pristranskost v nevroznanosti so zapleteni, pravi Datta: "Deloma gre za star seksizem, deloma pa za konservativnost v smislu, da so ljudje tako dolgo preučevali mišje moškega spola, da tega ne želijo spremeniti."
Datta je dejal, da je morda največji razlog za izključitev mišjih samic razširjena domneva, da na njihovo vedenje močno vplivajo ciklične spremembe hormonov, kot sta estrogen in progesteron - glodalska različica menstrualnega cikla, znanega kot estrski cikel. Po besedah Datte in Levyja je znano, da estrski status močno vpliva na določeno socialno in spolno vedenje miši. Vendar pa so podatki o vplivu estrskega statusa na druge vedenjske kontekste različni, kar Datta imenuje "pravo nesoglasje v literaturi".
"Želeli smo izmeriti, kako zelo estrski cikel vpliva na osnovne vzorce raziskovanja," je dejal Datta. "Naše vprašanje je bilo, ali te stalne spremembe v hormonskem stanju miši vplivajo na druga nevronska vezja na način, ki je za raziskovalce moteč."
"Tako kot vsi drugi smo tudi mi domnevali, da bo dodajanje samic samo zapletlo naše poskuse," je dodal Levy, "zato smo si rekli, zakaj tega ne bi preizkusili."
Preizkušanje predpostavk
Raziskovalci so preučevali genetsko enake samce in samice običajnega seva laboratorijskih miši na krožnem odprtem polju - standardna laboratorijska postavitev za vedenjske nevroznanstvene poskuse. V praksi je test vključeval namestitev miši v petlitrsko vedro Home Depot za 20 minut in snemanje gibanja in vedenja miši v 3D, medtem ko je prosto raziskovala prostor. Raziskovalci so vsaki mišji samici odvzeli bris, da bi določili njen estrski status, in test z vedrom večkrat ponovili z istim osebkom.
Ekipa je videoposnetke analizirala s tehnologijo umetne inteligence MoSeq, ki so jo v laboratoriju že prej razvili. Tehnologija uporablja algoritme strojnega učenja za razčlenitev mišjih gibov na približno 50 različnih "zlogov" ali sestavnih delov telesne govorice: kratkih, posameznih gibov, kot so dvigovanje, ustavljanje, korakanje ali obračanje. S sistemom MoSeq so raziskovalci zbrali poglobljene podatke visoke ločljivosti o strukturi in vzorcu obnašanja miši med vsako sejo.
Raziskovalci so ugotovili, da je imel estrski status zelo majhen vpliv na raziskovalno vedenje mišjih samic. Namesto tega so se vedenjski vzorci med mišjimi samicami veliko bolj razlikovali, kot pa so se razlikovali v času estralnega ciklusa.
"Če mi daš katerikoli naključni videoposnetek iz našega kupa, ti lahko povem, za katero miško gre. To je tako individualiziran vzorec vedenja," je dejal Datta, kar nakazuje, da je v vedenjskih študijah "prevladujoči vidik variabilnosti podatkov dejstvo, da imajo posamezniki subtilno različne življenjske zgodbe".
Ko so raziskovalci primerjali mišje samice in samce, so ugotovili nekaj, kar jih je presenetilo: Samci so prav tako izkazovali individualnost vedenja, vendar so imeli več vedenjskih variacij znotraj ene miši in med mišmi kot samice.
"Ljudje so predpostavljali, da lahko za zanesljive primerjave znotraj poskusov in med njimi uporabljamo mišje samce, vendar naši podatki kažejo, da so mišje samice stabilnejše v smislu vedenja kljub dejstvu, da imajo estrski cikel," je dejal Datta.
Primer za spremembo
Znanstveniki se na splošno strinjajo, da je vključitev mišjih samic pomembna z vidika pravičnosti, ugotavlja Datta, vendar so nekateri še vedno zaskrbljeni, da bi to lahko otežilo njihove raziskave. Po njegovem mnenju so nove ugotovitve močan znanstveni argument za uporabo mišjih samic v poskusih.
"Dejstvo, da je vedenje žensk zanesljivejše, kaže, da lahko vključitev žensk v mnogih okoliščinah dejansko zmanjša splošno variabilnost podatkov," je dejal Datta.
Na podlagi svojih ugotovitev so raziskovalci v laboratoriju Datta pri drugih poskusih, ki vključujejo krožno testiranje na prostem, že zamenjali mišje samce za mešane skupine ali samice.
Datta je opozoril, da študija obravnava le en sev miši v eni laboratorijski postavitvi, zato rezultatov ni mogoče posplošiti na druge seve in postavitve brez nadaljnjega testiranja. Vendar pa je opozoril, da se ta sev in postavitev pogosto uporabljata v nevroznanstvenih raziskavah, tudi v zgodnjih fazah razvoja zdravil za testiranje, kako potencialno zdravilo vpliva na mišjo lokomotivo.
Datta je dejal, da bi morale ugotovitve "spodbuditi ljudi, ki jih zanima razvoj zdravil v tem kontekstu, da v svoje analize vključijo oba spola".
Datta in Levy zdaj preučujeta, kako notranja stanja poleg hormonskega stanja, kot so lakota, žeja, bolečina in bolezen, vplivajo na raziskovalno vedenje miši.
"Vprašanje je, kdo zmaga v tej vojni med vašim trenutnim notranjim stanjem in vašo individualno identiteto," je pojasnil Levy.
Želijo se tudi poglobiti v nevronsko osnovo individualnosti mišjega vedenja, ki so jo opazili v študiji.
"Šokiralo me je, kako velike so stabilne razlike med posamezniki, ki smo jih opazili - kot da so te miši res posamezniki," je dejal Datta. "O laboratorijskih miših smo navajeni razmišljati kot o zamenljivih pripomočkih, vendar to sploh niso. Kaj torej nadzoruje te individualne vzorce vedenja?"
V ta namen v laboratoriju Datta preučujejo vedenje miši od rojstva do smrti, da bi razumeli, kako se med razvojem pojavijo in izkristalizirajo individualni vzorci vedenja ter kako se spreminjajo skozi življenje.
Raziskovalci tudi upajo, da bo njihovo delo odprlo vrata za natančnejše, kvantitativne raziskave o tem, ali in kako estrski ciklus vpliva na vedenje miši v drugih okoliščinah, na primer pri opravljanju zapletenih nalog.
"To je zelo zanimiv primer tega, kako so predpostavke, ki vplivajo na način, kako izvajamo in oblikujemo našo znanost, včasih le predpostavke - in pomembno je, da jih neposredno preizkusimo, saj včasih niso resnične," je dejal Levy.
Avtorstvo, financiranje, razkritja
Dodatni avtorji so Nigel Hunter, Sherry Lin, Emma Robinson, Winthrop Gillis, Eli Conlin in Rockwell Anyoha iz HMS.
Raziskavo so podprli NIH (U19NS113201; RF1AG073625; R01NS114020), Fundacija za raziskave možganov, Simonsovo sodelovanje za globalne možgane, Simonsovo sodelovanje za plastičnost starajočih se možganov, program Human Frontier Science in Zuckermanov program vodenja STEM.
Datta je član znanstvenih svetovalnih odborov podjetij Neumora, Inc., in Gilgamesh Pharmaceuticals, ki sta licencirali tehnologijo MoSeq.
O tej novici o nevroznanstvenih raziskavah
Avtor: Ekaterina Peševa
Vir: Harvard
Kontaktna oseba: Ekaterina Peševa - Harvard
Slika: Slika je v javni domeni
Izvirna raziskava: Odprti dostop.
"Spontano vedenje miši odraža individualne razlike in ne stanja estrusa", ki ga je napisal Sandeep Robert Datta et al. Aktualna biologija
Povzetek
Spontano vedenje miši odraža individualne razlike in ne stanja estrusa
Poudarki
- Na spontano vedenje mišjih samic le neznatno vpliva stanje estrusa
- Samice in samci imajo močno individualizirane vzorce raziskovanja
- Žensko spontano vedenje je manj spremenljivo kot moško.
Povzetek
Vedenje oblikujejo tako notranje stanje živali kot njene individualne vedenjske predsodke. Ritmično spreminjanje gonadnih hormonov med estrskim ciklusom je značilnost notranjega stanja samic, ki uravnava številne vidike socioseksualnega vedenja. Vendar ostaja nejasno, ali estrsko stanje vpliva na spontano vedenje, in če je tako, kako so ti učinki lahko povezani z individualnimi vedenjskimi variacijami.
To vprašanje obravnavamo z longitudinalno karakterizacijo vedenja samic miši na prostem v različnih fazah estralnega ciklusa, pri čemer smo za razgradnjo spontanega vedenja na sestavne dele uporabili nenadzorovano strojno učenje.
Ugotovili smo, da ima vsaka mišja samica značilen vzorec raziskovanja, ki jo edinstveno prepozna kot posameznika v številnih poskusnih sejah; v nasprotju s tem estrosa le zanemarljivo vpliva na vedenje, čeprav je znan njen vpliv na nevronska vezja, ki uravnavajo izbiro dejanj in gibanje.
Tako kot mišje samice tudi mišji samci kažejo individualno specifične vzorce vedenja na odprtem polju, vendar je raziskovalno vedenje samcev bistveno bolj spremenljivo kot vedenje samic, tako znotraj posameznika kot med posamezniki.
Te ugotovitve kažejo na osnovno funkcionalno stabilnost vezij, ki podpirajo raziskovanje pri mišjih samicah, razkrivajo presenetljivo stopnjo specifičnosti posameznega vedenja in zagotavljajo empirično podporo za vključitev obeh spolov v poskuse, ki iščejo spontano vedenje.
Vir: Nevroznanost
