Zašto miševi imaju repove? Odgovor na ovo nije tako jednostavan kao što mislite. Novo istraživanje Okinavskog instituta za nauku i tehnologiju (OIST) pokazalo je da skromni mišji rep ima više nego što se ranije pretpostavljalo.
Koristeći novu eksperimentalnu postavku koja uključuje platformu za nagib, brzu videografiju i matematičko modeliranje, naučnici su demonstrirali kako miševi mašu repom poput biča da bi održali ravnotežu – i ovi nalazi nam mogu pomoći da bolje razumemo probleme ravnoteže kod ljudi, utirući put za uočavanje i lečenje neurodegenerativnih bolesti poput multiple skleroze i Parkinsonove bolesti u ranijim fazama.
„Miševi su sveprisutni u neuronauci zbog njihove genetske, biološke i bihejvioralne sličnosti sa nama, a ipak je uloga njihovog karakterističnog repa ostala neuhvatljiva“, objašnjava dr Salvatore Lacava iz Jedinice za neuronske ritmove u pokretu na OIST-u i prvi autor knjige studija objavljena u časopisu Journal of Experimental Biology.
„Dobijanjem dubljeg razumevanja kako zdravi miševi balansiraju i poboljšanjem načina na koje procenjujemo njihov učinak, možemo bolje istražiti neurološke mehanizme iza, kao i potencijalne tretmane za stanja koja utiču na kontrolu i stabilnost motora.“
Dugo se pretpostavljalo da miševi koriste svoj rep kao pasivnu protivtežu, kao što je način na koji možete spustiti svoje telo na biciklu kada se vozite po teškom terenu ili u oštrim skretanjima. „Proveli smo dosta vremena posmatrajući zdrave miševe“, priča dr Lacava.
„Ali umesto pasivne upotrebe kao protivteže, bili smo iznenađeni kada smo pronašli dosledno aktivnu upotrebu njihovog repa u održavanju ravnoteže.“ Da bi povratili ravnotežu kada se površina ispod njih nagne, istraživači su otkrili da miševi izuzetno brzo rotiraju rep u suprotnom smeru od nagiba.
Iako je njihov rep lagan, sama brzina zamaha repa proizvodi značajnu količinu ugaonog momenta, povlačeći njihovo telo od pada. „To bi bilo kao kada biste mogli da zamahnete bičem dovoljno brzo da se povučete u pravcu pukotine kako biste izbegli pad unazad.
Pored iznenadnih promena u ravnoteži, takođe su otkrili da miševi koriste svoj rep kako bi ostali u ravnoteži kada idu preko uskih platformi. Ovde se rep neprekidno pomera u suprotnom smeru od kretanja tela, ublažavajući promene u ravnoteži dok se miš kreće.
Tokom najizazovnijih ispitivanja, rep se takođe drži pod nižim uglom, dopunjujući aktivnu upotrebu pasivnom upotrebom kao protivtegom.
Ranije je uloga mišjih repova u održavanju ravnoteže bila slabo shvaćena i često zanemarena u eksperimentima.
„Dok su miševi ključni u neuronauci zbog njihove sličnosti sa nama, naša studija naglašava važnost brojanja faktora koje mi ljudi možda nemamo – poput repa – ali koji utiče na istraživanje uslova koji utiču na nas“, ističe profesor Marilka Joe Uusisaari, vođa jedinice i stariji autor rada.
U demonstriranju aktivne uloge mišjih repova, ova studija utire put za preciznija merenja performansi ravnoteže kod zdravih miševa, postavljajući solidno merilo za istraživanje različitih stanja koja utiču na ravnotežu, kao što su neurodegenerativne bolesti.
Osim što su razjasnili ulogu mišjih repova, istraživači su takođe razvili novu eksperimentalnu postavku za procenu ravnoteže miša. Prethodni standard je test hodanja po gredi, gde miševi imaju zadatak da pređu greben širine 1 cm u različitim uslovima. Ako je miš pao, računalo se da su van ravnoteže. Ali za zdrave miševe, ovaj test je laka šetnja.
Kako objašnjava prof. Uusisaari, „većina vrsta miševa su drvene životinje, žive na drveću. Oni su se prilagodili da brzo prelaze teške površine poput tankih grana. Naša nova postavka objašnjava ovo tako što izaziva miševe užim površinama i naglim pokretima.“
Novo podešavanje koristi niz širina platforme, od 1 cm do 4 mm, kao i nasumične rotacije od 10 do 30 stepeni u oba smera. I umesto da procenjuju ravnotežu kao sposobnost da se ostane na grebenu, istraživači su redefinisali ravnotežu kao metriku koliko je telo miša dobro pozicionirano iznad stopala.
Da bi uhvatili ove finije nijanse pokreta, istraživači su kreirali biomehanički model zasnovan na neuronskoj mreži obučenoj da prati položaj različitih delova miša dok prelazi platformu. Ovaj model je omogućio istraživačima da izračunaju ugaoni moment repa u odnosu na nagib tela, pokazujući kako se on suprotstavlja nagibu.
„Želimo da budemo u mogućnosti da uočimo i lečimo probleme sa balansiranjem kod ljudi pre nego što postanu toliko ozbiljni da se pacijent bori da hoda u pravoj liniji“, kaže dr Lacava.
„Sa ovom studijom sada smo postavili isti standard za miševe.“
Demonstrirajući ulogu mišjih repova u kretanju i podizanjem eksperimentalne trake za zdrave miševe, istraživači su sada bolje opremljeni da procene suptilne promene u performansama ravnoteže, omogućavajući mnogo veću preciznost u proučavanju ranih efekata neurodegenerativnih bolesti.
