Experimentele desfășurate de Bianca Jones Marlin la Universitatea Columbia arată că îngrijirea puilor poate modifica răspunsurile creierului chiar și la femelele de șoarece care nu au născut. După ce au locuit alături de mame și pui, acestea au reacționat la plâns prin mecanisme neuronale asemănătoare celor observate la mamele biologice și au început să îngrijească puii. Cercetătoarea, Freeman Hrabowski Scholar, investighează totodată felul în care mirosurile, stresul și expresia genelor contribuie la adaptări care, în experimentele pe masculi, au fost regăsite și la generația următoare.
- Femelele care nu născuseră au început să îngrijească puii după ce au locuit împreună cu mame și pui.
- Activitatea lor neuronală la auzul plânsului s-a apropiat semnificativ de cea a mamelor biologice.
- Preferința pentru mirosul puilor a apărut la mamele aflate la prima naștere numai dacă acestea își îngrijiseră puii.
- Toți descendenții masculilor condiționați să asocieze mirosul de migdale cu stresul au avut neuroni olfactivi M71 suplimentari.
Studiile au pornit de la legătura dintre experiență și gene
De mai mult de un deceniu, Marlin studiază neuroștiința parentalității și moștenirea transgenerațională. Activitatea laboratorului său se înscrie în domeniul epigeneticii, care analizează cum experiențele din mediu pot influența expresia genelor fără a schimba neapărat secvența genetică.
Într-o etapă anterioară, când era cercetătoare postdoctorală, Marlin și colegii săi au antrenat masculi de șoarece să asocieze mirosul de migdale cu un stimul stresant ușor, dar neplăcut. Ulterior, masculii aveau mai mulți neuroni care exprimau receptorul M71, sensibil la acest miros.
După împerecherea lor cu femele care nu aveau asocierea de frică, 100% dintre descendenți au prezentat, la rândul lor, neuroni olfactivi M71 suplimentari. Adaptarea s-a menținut inclusiv atunci când reproducerea a avut loc la mai mult de 40 de zile după stimul, deși sperma șoarecilor se reînnoiește la fiecare 40 de zile.
Plânsul puilor a remodelat răspunsul femelelor fără pui
Laboratorul a trecut apoi la mecanismele îngrijirii. Puii de șoarece se nasc orbi, surzi și incapabili să-și regleze temperatura corpului, fiind complet dependenți de adulți pentru hrană și căldură. La mame, oxitocina eliberată în timpul nașterii susține legătura cu puii și răspunsul la chemările lor.
În mod obișnuit, o femelă virgină poate ignora plânsul, se poate îndepărta sau poate ataca puiul. Cercetătorii au indus însă oxitocina la astfel de femele prin coabitarea lor cu mame și pui. Înregistrarea unui neuron din cortexul auditiv a arătat apoi un răspuns la plâns asemănător celui al mamelor, iar ambele grupuri au îngrijit puii indiferent de legătura biologică.
Pentru a observa întregul creier, echipa a folosit tehnica iDISCO, care face țesutul cerebral transparent și permite vizualizarea markerilor activității neuronale. Au fost comparate femele virgine, femele cu experiență de coabitare și mame biologice.
La auzul plânsului, activitatea neuronală a femelelor cu experiență s-a situat între cea a femelelor virgine și cea a mamelor, dar a fost semnificativ mai apropiată de profilul matern.
Aceasta înseamnă că unele mecanisme asociate îngrijirii nu depind exclusiv de sarcină și naștere: expunerea și comportamentul de îngrijire pot contribui la modelarea răspunsului cerebral.
Mirosul puilor a necesitat atât nașterea, cât și îngrijirea
Un alt experiment a testat mirosul, folosind urina puilor drept stimul olfactiv. Mamele aflate la prima naștere au preferat acest miros în raport cu alte mirosuri de șoarece sau cu unele neutre, însă numai dacă avuseseră ocazia să-și îngrijească puii.
Mamele separate imediat după naștere nu au manifestat preferința. Nici femelele care locuiseră cu mame și pui, fără să fi născut, nu au prezentat-o. Marlin consideră că plasticitatea epiteliului olfactiv — țesutul din nas care detectează mirosurile și transmite informația către creier — poate explica precizia și flexibilitatea acestor răspunsuri.
Diferența dintre răspunsul la plâns și cel la miros sugerează că semnalele senzoriale implicate în îngrijire nu sunt remodelate toate în același mod.
Următoarele teste vor urmări traseul adaptării între generații
Echipa s-a concentrat și asupra locus coeruleus, principala sursă cerebrală de norepinefrină, hormon implicat în răspunsul de tip „luptă sau fugi” și asociat formării amintirilor de frică. Măsurătorile realizate prin fotometrie optogenetică au indicat o creștere importantă a norepinefrinei la simpla expunere la mirosul de migdale, atât la tați, cât și la descendenți.
În cercetările viitoare, Marlin vrea să identifice mecanismele exacte prin care informația ar circula de la nas la creier, apoi la testicule și la urmași. Echipa intenționează să verifice și dacă efectul ar putea deveni mai puternic atunci când adaptarea apare la mai mulți strămoși.
Rezultatele provin din experimente controlate pe șoareci și nu demonstrează că aceleași mecanisme funcționează identic la oameni. Ele oferă însă un cadru pentru studierea felului în care experiența de îngrijire și stresul pot influența circuitele nervoase și expresia genelor.
Credeți că studiile viitoare ar trebui să acorde prioritate mecanismelor îngrijirii sau transmiterii adaptărilor între generații?
