Informacija

Savarankiško naminių bičių skausmo tyrimo rezultatai?

Savarankiško naminių bičių skausmo tyrimo rezultatai?

We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

fN YQ AE Cp ST dy Nk xC xr Uc xB SQ Ow fq AT by Dl tw rk ig

Svetainėje nih.gov atliktas tyrimas apie bičių gebėjimą jausti skausmą. Bet aš nesuprantu jų išvados. Ar galėtumėte pateikti reikiamas ištraukas iš tų tyrimų, kad būtų aišku, kokią išvadą jie padarė?

Šį tyrimą finansavo ARC Discovery Grant DP140100914. Ar tai reiškia, kad neturėtume juo visiškai pasitikėti?


Straipsnyje parodyta, kad bitės renkasi sacharozės (cukraus) tirpalą, o ne sacharozės + morfino (skausmą mažinantį) tirpalą. Jie nustatė, kad bičių sužalojimas (t. y. galimas skausmas) nekeičia santykinio pasirinkimo sacharozės ir sacharozės + morfino, tačiau sužeistos jos valgo daugiau.

Jie netiesiogiai daro išvadą, kad kadangi bitės neieško skausmą malšinančių vaistų, jos gali nejausti tokio skausmo, kokį jaučia, pavyzdžiui, žinduoliai. Tai nėra tas pats, kas gebėjimas aptikti kenksmingus dirgiklius (nocicepcija), kurį tikrai turi vabzdžiai, tai daugiau apie emocinį / elgesio poveikį. Jie nurodo kai kuriuos įrodymus, kad dėl morfijaus sukeltų elgesio pokyčių morfinas gali turėti panašų skausmą malšinantį poveikį vabzdžiams, kaip ir žinduoliams, tačiau, žinoma, jų rezultatų interpretacija labai priklauso nuo to, ar tai tiksli, ar ne.

ARC yra Australijos vyriausybės finansavimo mechanizmas. Jie neturi jokių komercinių ryšių su tyrimų rezultatais, todėl nėra jokios priežasties skeptiškai vertinti finansavimo šaltinio: viską turi kažkas finansuoti.


DERVŲ RINKIMAS IR BIČIŲ SOCIALINIS IMUNITETAS

Įvairūs gyvūnai sugebėjo rinkti antimikrobinius junginius iš aplinkos, kad sumažintų infekcijos riziką. Bitės kovoja su dideliu patogenų rinkiniu, turėdamos tiek individualią, tiek „socialinę“ apsaugą. Nustatėme, ar dervų, sudėtingų augalų išskyrų, turinčių įvairias antimikrobines savybes, kolekcija veikia kaip bičių kolonijos lygio imuninė apsauga. Ekstraktai iš dviejų bičių propolio šaltinių (dervų ir vaško mišinio) žymiai sumažino dviejų su bičių imunitetu susijusių genų (himenoptaecino ir AmEater atitinkamai Brazilijos ir Minesotos propolyje) ekspresiją ir sumažino bakterijų kiekį Minesotos (MN) propoliu apdorotų kolonijų. Imuninės ekspresijos skirtumai taip pat buvo nustatyti įvairiose amžiaus grupėse (trečios stadijos lervos, 1 dienos ir 7 dienų suaugusieji), neatsižvelgiant į apdorojimą derva. Išvada, kad lizde esančios dervos sumažina investicijas į 7 dienų amžiaus bičių imuninę funkciją, gali turėti įtakos kolonijų sveikatai ir produktyvumui. Tai pirmasis tiesioginis įrodymas, kad bičių lizdo aplinka veikia imuninių genų ekspresiją.


Uždegiminis skausmas skatina padidėjusį savarankišką opioidų įsisavinimą: sutrikusios ventralinės tegmentinės srities μ Opioidų receptorių vaidmuo

Skausmo valdymas piktnaudžiaujantiems opioidais gydytojams sukelia etinių ir praktinių sunkumų, dėl kurių dažnai būna netinkamai valdomas skausmas. Nors lėtinis opioidų vartojimas gali pakeisti skausmo būsenas, pats skausmas gali pakeisti polinkį savarankiškai vartoti opioidus, o ankstesnis piktnaudžiavimas narkotikais kartu su lėtiniu skausmu skatina didesnį piktnaudžiavimą opioidais. Čia išbandėme hipotezę, kad uždegiminis skausmas padidina heroino savarankišką vartojimą dėl pakitusio mu opioidų receptorių (MOR) mezolimbinio dopamino (DA) perdavimo reguliavimo. Šiuo tikslu buvo naudojamas visas Freundo adjuvanto (CFA) uždegimo modelis, siekiant įvertinti neurocheminius ir funkcinius pokyčius, kuriuos sukelia uždegiminis skausmas dėl MOR sukeltos mezolimbinės DA perdavimo ir žiurkės intraveninio heroino savaiminio vartojimo fiksuotu santykiu (FR) ir progresuojančiu. santykio (PR) armavimo grafikus. Esant uždegiminiam skausmui, heroino suvartojimas pagal FR grafiką buvo padidintas esant didelei, bet susilpnintas esant mažoms heroino dozėms ir kartu pakitus mezolimbinei MOR funkcijai, kaip rodo DA mikrodializė. Sumažėjus mažos dozės FR heroino savaiminiam vartojimui, uždegiminis skausmas sumažino motyvaciją vartoti mažą heroino dozę, matuojant reaguojant pagal PR sustiprinimo grafiką, o tai buvo atskirta nuo didelės heroino dozės PR atsako. Kartu šie rezultatai nustato ryšį tarp uždegiminio skausmo ir MOR funkcijos praradimo mezolimbiniame dopaminerginiame kelyje, dėl kurio padidėja didelių heroino dozių suvartojimas. Šie duomenys rodo, kad skausmo sukeltas MOR funkcijos praradimas mezolimbiniame kelyje gali paskatinti opioidų dozės didinimą ir prisidėti prie piktnaudžiavimo opioidais fenotipų atsiradimo.

Reikšmingumo teiginys: Šis tyrimas pateikia svarbių naujų įžvalgų, rodančių, kad uždegiminis skausmas keičia heroino suvartojimą, sumažindamas VTA esančių MOR jautrumą. Šios išvados praplečia mūsų žinias apie uždegiminio skausmo ir piktnaudžiavimo opioidais sąveiką ir turėtų padėti kurti naujas ir saugesnes opioidais pagrįstas lėtinio skausmo gydymo strategijas.

Raktiniai žodžiai: VTA dopamino opioidai skausmo savarankiškas vartojimas μ opioidų receptorius.

Autorių teisės © 2015, autoriai 0270-6474/15/3512218-15 $15.00/0.

Figūros

Uždegiminis skausmas keičia heroino sukeltą išsiskyrimą…

Uždegiminis skausmas keičia heroino sukeltą DA išsiskyrimą NAc. A , Schema…

75 antinociceptinės savybės (…

Antinociceptinės savybės 75 ( B ) arba 150 μg/kg ( C )…

Uždegiminis skausmas sumažina DAMGO sukeltą išsiskyrimą…

Uždegiminis skausmas sumažina DAMGO sukeltą DA išsiskyrimą NAc, kai jis vartojamas…

Uždegiminis skausmas keičia DAMGO slopinimą…

Uždegiminis skausmas keičia DAMGO slopinimą GABA išsiskyrimui VTA. A ,…

Uždegiminis skausmas padidina heroino suvartojimą…

Uždegiminis skausmas padidina heroino suvartojimą didelėmis, bet ne mažomis dozėmis FR...

Uždegiminis skausmas neturi įtakos…

Uždegiminis skausmas neturi įtakos svirties paspaudimui ir laikui užbaigti instrumentinį...

Uždegiminis skausmas veikia motyvuotą elgesį.…

Uždegiminis skausmas daro įtaką motyvuotam elgesiui. A , Eksperimentinio projekto schema yra…


Įvadas

Vaistų kūrimas esant skausmo indikacijoms yra didesnis nei vidutinis [1]. Vienas iš būdų padidinti sėkmę yra nustatyti perspektyvius taikinius, pagrįstus genetiniais ryšiais tarp taikinio ir ligos [2]. Tačiau norint atrasti naujus genetinius ryšius su skausmu, reikia didelių grupių [3], kurias gali būti sunku gauti naudojant fenotipus, gautus kontroliuojamomis sąlygomis (pvz., klinikinių tyrimų metu). Kad būtų galima surinkti didesnius mėginius, šio tyrimo tikslas buvo parodyti, ar skausmo fenotipą didelėje tiriamųjų grupėje galima atlikti naudojant internetą ir namuose.

Nustatyta, kad žmonės skausmą patiria skirtingai [4,5]. Panaši jutimo įvestis, kurią sukelia eksperimentinis ar klinikinis skausmas, gali lemti labai skirtingus skirtingų subjektų skausmo įvertinimus, ir greičiausiai tai yra dėl individualių periferinio ir centrinio jutimo įvesties apdorojimo skirtumų. Tai turi reikšmingų pasekmių pacientams ir gydytojams, kuriems gali būti sunku nustatyti gydymą, kuris veiksmingai sumažintų skausmą (kaip rodo skausmo įvertinimai), bet taip pat ir vaistų kūrimui, kai dėl pirmiau aprašytų skirtumų atsiranda dar vienas kintamumas, todėl tai tampa sudėtingesnė. nustatyti tikrąjį narkotikų poveikį. Nors tarpindividualūs skausmo apdorojimo skirtumai yra gerai žinomi, yra tik nedaug duomenų, apibūdinančių šį skirtumą didesnėse populiacijose. Vienas iš būdų apibūdinti skirtumus tarp individų ir asmenų viduje buvo žemo vertinimo tikslumo įrodymas [6].

CPT buvo sukurtas siekiant išmatuoti autonomines širdies ir kraujagyslių sistemos reakcijas [7]. Bandymas paprastai susideda iš vienos rankos panardinimo į ledinį vandenį tam tikram laikui [8], kuris sukelia skausmą ir autonominės nervų sistemos atsaką. CPT buvo plačiai naudojamas kaip nociceptinio skausmo modelis, o opioidams – klinikinio veiksmingumo pakaitalas [9]. Iš esmės šis testas buvo naudojamas daugiausia mažose populiacijose iš klinikinių tyrimų, išskyrus dvi reikšmingas išimtis: kohortos iš Haifos (Izraelis) [10–12] ir neskelbtais duomenimis bei Tromsės (Norvegija) [13], kurias apibendrino Treister ir kt. [14]. Haifoje atliktuose tyrimuose dalyvavo 648 žmonės. Tromsės tyrime dalyvavo 10 486 žmonės, praturtėję 40–42 arba 60–87 metų amžiaus. Šiame tyrime nustatytas daug mažesnis jautrumas skausmui, nei pastebėta Haifos dalyvių, nes dauguma dalyvių paliko rankas šaltame vandenyje ilgiau nei 100 sekundžių. Tačiau jie nustatė, kad lėtinį skausmą kenčiantys dalyviai anksčiau pašalino rankas iš vandens, o tai rodo mažesnį skausmo toleravimą.

Du esami klausimynai, Centrinis jautrinimo inventorius (CSI) [15] ir skausmo jautrumo klausimynas (PSQ) [16], buvo sukurti kaip priemonės, skirtos paciento simptomams, pvz., alodinijai ar hiperalgezijai, atrinkti ir ar jie yra susiję su centriniu jautrinimu. Kadangi CSI A dalyje yra 25 klausimai, suskirstyti pagal kategorines reikšmes, nusprendėme naudoti PSQ, kuris yra pagrįstas mažiau, bet lengviau įsivaizduojamų kasdienio gyvenimo situacijų, kurios įvertinamos naudojant nuolatinę skaitinę skausmo skalę, atitinkančią mūsų duomenų analizės metodus. .

PSQ susideda iš 14 įsivaizduojamų skausmingų situacijų ir 3 neskausmingų kontrolinių situacijų, o tiriamųjų prašoma įvertinti savo skausmingumą 0–10 balų skalėje, iš pradžių vokiečių kalba [16]. Ruscheweyh ir kt. parodė, kad PSQ pasižymėjo stipriu vidiniu nuoseklumu, kurį palaiko aukštas Cronbacho α bendras PSQ balas ir du išvestiniai faktoriai, pažymėti kaip jautrumas „nedideliui“ ir „vidutiniam“ skausmui. Be to, jie pranešė apie kriterijaus pagrįstumo įrodymus, kuriuos įrodė koreliacija su subjektyviu skausmu, patiriamu dėl įvairių dirgiklių, įskaitant smeigtuką, spaudimą, fazinį ir toninį karštį ir šaltį bei šalto slėgio testą. Tačiau bendras PSQ balas nekoreliavo su atsako slenksčiais į jokį stimulą, įskaitant laiką, per kurį reikia ištraukti ranką iš šalto vandens CPT. Paskelbtas lėtinio skausmo pacientų patvirtinimas [16] ir atskiras PSQ patvirtinimas anglų kalba [17]. Tačiau kohortų dydžiai, iš kurių skelbiamos stimulo atsako koreliacijos su PSQ balais, yra riboti (406 subjektai [16], 319 subjektai [18], 136 subjektai [17], 103 [19], 182 [20] ir 331 [21]). Visai neseniai Grundström ir kt. (2019) parodė ryšį tarp PSQ bendro balo ir temperatūros bei slėgio slenksčių, neįskaitant CPT, imtyje, kurią sudaro 37 moterys, kenčiančios nuo nuolatinio dubens skausmo, ir 55 kontrolinės grupės moterys, nors ryšys buvo žymiai stipresnis lėtinio skausmo pogrupyje [22]. .

Skausmo jautrumas, išmatuotas naudojant PSQ, gali būti susijęs su lėtiniu skausmu. Antrame tyrime Ruscheweyh ir kt. pranešė apie reikšmingai padidėjusį PSQ balą 134 lėtiniu skausmu sergančių pacientų, palyginti su 185 sveikų kontrolinių asmenų. 46 pacientų, sergančių lėtiniu skausmu, pogrupiui buvo atliktas eksperimentinis skausmo tyrimas, neįskaitant CPT, bet įskaitant skausmo įvertinimus, bet ne slenksčius, nuo kito tonizuojančio šalčio stimulo. Tame pogrupyje buvo stiprus ryšys tarp PSQ ir tonizuojančio šalto stimulo skausmo įvertinimo [18].

Tiriamųjų gilaus skausmo fenotipų nustatymas yra pagrindinė sąlyga norint nustatyti skausmo indikacijos pogrupius.

Dėl didelio skausmo suvokimo ir atsako į gydymą skirtumų, gilaus skausmo fenotipų nustatymas yra pagrindinė sąlyga, norint nustatyti skausmo indikacijų pogrupius. Atliekant gilaus skausmo fenotipą, išsami informacija apie ligos pasireiškimus renkama individualiau ir smulkesniu būdu, pavyzdžiui, klausimynais [23]. Be to, siekiant atskleisti pagrindinius biologinius mechanizmus, taikant tiksliosios medicinos metodus reikia geriau suprasti tikslų ryšį tarp genų ir fenotipo. Galiausiai, naujų poklasių atradimas ilgainiui gali virsti klinikine priežiūra [24]. Naujausi tyrimai parodė pažangą nustatant skausmo fenotipų ir psichikos požymių genetinę koreliaciją arba naudojant RNR sekos analizę chondrocituose iš osteoartritu sergančių pacientų [25].

Taikant laboratorinio kiekybinio jutimo tyrimo (QST) protokolą, tiriamieji gali būti veikiami kelių tipų skausmo stimulų (karščio, šalčio, slėgio ir kt.). Norint taikyti skausmo įvertinimus tyrimams, tokiems kaip genomo asociacijos tyrimai, reikia didelių imčių [3]. Nors dideli jautrumo skausmui tyrimai buvo atlikti santykinai kontroliuojamomis sąlygomis [13, 26, 27], savarankiškas vartojimas leidžia atlikti didelius tyrimus greičiau ir mažesnėmis sąnaudomis. Čia tiriame, ar internetinės, savarankiškai administruojamos PSQ ir CPT versijos rodo panašų konstrukcijos ir kriterijų galiojimą, kaip pastebėta tiek rašiklio ir popieriaus, tiek laboratoriniuose protokoluose. Pateikiame 1 876 dalyvių, kurių buvo paprašyta atlikti šalto slėgio testą (CPT) namuose, rezultatus, per profesionalų aprašymą, naudojant buitinę įrangą ir vadovaujantis žiniatinklio darbo eiga. Be CPT, dalyviai patys užpildė internetinę skausmo jautrumo klausimyno (PSQ) versiją ir pranešė apie savo skausmo gydymo istoriją.


Turinys

Centrinė nervų sistema Redaguoti

Smegenų dydis nebūtinai yra lygus funkcijos sudėtingumui. [8] Be to, atsižvelgiant į kūno svorį, galvakojų smegenys yra tokio pat dydžio kaip stuburinių, mažesnės nei paukščių ir žinduolių, bet tokios pat didelės arba didesnės nei daugelio žuvų smegenys. [9] [10]

Neabejotina, kad gali būti nepaprastas aktyvumas, kai absoliuti nervinės medžiagos masė yra labai maža, todėl skruzdėlių instinktų, protinių galių ir potraukių įvairovė yra žinoma, tačiau jų smegenų ganglijos nėra tokios didelės kaip mažo smeigtuko galvutės ketvirtis. . Šiuo požiūriu skruzdėlės smegenys yra vienas nuostabiausių materijos atomų pasaulyje, galbūt labiau nei žmogaus smegenys. [11]

Bestuburių nervų sistemos labai skiriasi nuo stuburinių ir šis skirtumas kartais buvo naudojamas siekiant atmesti bestuburių gyvūnų skausmo patirtį. Žmonėms smegenų neokorteksas vaidina pagrindinį vaidmenį skausme, todėl buvo teigiama, kad bet kuri rūšis, neturinti šios struktūros, negalės jausti skausmo. [12] Tačiau gali būti, kad kitų gyvūnų skausmo potyryje gali būti įtrauktos skirtingos struktūros taip, kaip, pavyzdžiui, vėžiagyvių dešimtkojai turi regėjimą, nepaisant to, kad jiems trūksta žmogaus regos žievės. [13]

Dvi bestuburių grupės turi ypač sudėtingas smegenis: nariuotakojai (vabzdžiai, vėžiagyviai, voragyviai ir kiti) ir šiuolaikiniai galvakojai (aštuonkojai, kalmarai, sepijos) ir kiti moliuskai. [14] Nariuotakojų ir galvakojų smegenys kyla iš dviejų lygiagrečių nervų virvelių, besitęsiančių per gyvūno kūną. Nariuotakojai turi centrines smegenis su trimis skyriais ir dideles optines skilteles už kiekvienos akies, kad būtų galima apdoroti regėjimą. [14] Visų pirma šiuolaikinių galvakojų smegenys yra labai išsivysčiusios, savo sudėtingumu prilygsta kai kurių stuburinių gyvūnų smegenims (taip pat žr. Bestuburių smegenys). Nauji rezultatai rodo, kad konvergencinis evoliucijos procesas lėmė į stuburinius panašią nervų organizaciją ir nuo veiklos priklausomą ilgalaikį sinapsinį plastiškumą šiuose bestuburiuose. [15] Galvakojai išsiskiria tuo, kad turi centrinę nervų sistemą, kuriai būdingi pagrindiniai elektrofiziologiniai ir neuroanatominiai bruožai su stuburiniais gyvūnais, kaip joks kitas bestuburių taksonas. [16]

Nociceptoriai Redaguoti

Nociceptoriai yra jutimo receptoriai, kurie reaguoja į potencialiai žalingus dirgiklius siųsdami nervinius signalus į smegenis. Nors šie bestuburių neuronai gali turėti skirtingus kelius ir ryšį su centrine nervų sistema nei žinduolių nociceptoriai, bestuburių nociceptiniai neuronai dažnai užsidega reaguodami į panašius dirgiklius kaip žinduolių, pvz., aukšta temperatūra (40 C ar daugiau), žemas pH, kapsaicinas, ir audinių pažeidimai. Pirmasis bestuburis, kuriame buvo nustatyta nociceptinė ląstelė, buvo medicininė dėlė, Hirudo medicalis, kuris turi būdingą segmentuotą Annelidos kūną, kiekvienas segmentas turi ganglioną, kuriame yra T (lietimo), P (slėgis) ir N (kenksmingos) ląstelės. [17] Vėlesni dėlių neuronų reakcijos į mechaninę, cheminę ir terminę stimuliaciją tyrimai paskatino tyrėjus rašyti. „Šios savybės būdingos žinduolių polimodaliniams nociceptoriams“. [4]

Buvo atlikta daugybė mokymosi ir atminties tyrimų naudojant nociceptorius jūros kiškiuose, Aplysia. [18] [19] [20] Daugelis jų sutelkė dėmesį į mechanosensorinius neuronus, inervuojančius sifoną ir turinčius somatus (bulbinį galą) pilvo ganglione (LE ląstelėse). Šios LE ląstelės rodo didėjančią iškrovą ir didėjantį slėgį, o maksimaliai suaktyvinamos gniuždymo ar plyšimo dirgikliai, kurie sukelia audinių pažeidimus. Todėl jie atitinka priimtus nociceptorių apibrėžimus. Jie taip pat turi panašumų su stuburinių Aδ nociceptoriais, įskaitant akivaizdžiai unikalią savybę (tarp pirminių aferentų) nociceptoriams - jautrinimą kenksminga stimuliacija. Sifono suspaudimas arba prispaudimas sumažino LE ląstelių sudegimo slenkstį ir padidino somos jaudrumą. [21]

Nociceptoriai buvo nustatyti daugelyje bestuburių rūšių, įskaitant anelidus, moliuskus, nematodus ir nariuotakojus. [22] [23]

Stuburiniams gyvūnams potencialiai skausmingi dirgikliai paprastai sukelia vegetatyvinius pakitimus, tokius kaip tachikardija, vyzdžių išsiplėtimas, tuštinimasis, arteriolių kraujo dujos, skysčių ir elektrolitų pusiausvyros sutrikimas, kraujotakos, kvėpavimo modelių ir endokrininės sistemos pokyčiai. [24]

Ląstelių lygmeniu bestuburių sužalojimas ar sužeidimas sukelia kryptingą hematocitų (apsaugos ląstelių) migraciją ir kaupimąsi bei neuronų plastiškumą, panašiai kaip žmonių, kuriems atliekama operacija arba po sužalojimo, atsakas. [25] [26] Vieno tyrimo metu vėžių širdies susitraukimų dažnis, Procambarus clarkii, sumažėjo po nagų autotomijos agresyvaus susidūrimo metu. [27]

Registruojant bestuburių fiziologinius pokyčius, reaguojant į kenksmingus dirgiklius, bus geriau elgsenos stebėjimų rezultatai, todėl tokie tyrimai turėtų būti skatinami. Tačiau būtina kruopšti kontrolė, nes fiziologiniai pokyčiai gali atsirasti dėl kenksmingų, bet su skausmu nesusijusių įvykių, pvz. vėžiagyvių širdies ir kvėpavimo veikla yra labai jautri ir reaguoja į vandens lygio pokyčius, įvairias chemines medžiagas ir aktyvumą agresyvių susidūrimų metu. [28]

Bestuburiai demonstruoja daugybę apsauginių reakcijų į tariamai skausmingus dirgiklius. Tačiau net vienaląsčiai gyvūnai parodys apsauginę reakciją, pavyzdžiui, į ekstremalias temperatūras. Daugelis bestuburių apsauginių reakcijų atrodo stereotipiškai ir refleksiškai, galbūt nurodančios nocicepcinį atsaką, o ne skausmą, tačiau kitos reakcijos yra plastiškesnės, ypač konkuruojant su kitomis motyvacinėmis sistemomis (žr. toliau pateiktą skyrių), o tai rodo skausmo atsaką, analogišką skausmo reakcijai. stuburiniai.

Mechaninė stimuliacija Redaguoti

Vietoj paprasto pasitraukimo reflekso, plokščiasis kirminas, Notoplana aticola, rodo lokomotorinio pabėgimo elgseną po kaiščio įsmeigimo į užpakalinį galą. [29] Palietus vaisinių muselių lervas, Drosophila melanogaster, su zondu jie pristabdo ir nutolsta nuo dirgiklio, tačiau stipresnė mechaninė stimuliacija sukelia sudėtingesnį kamščiatraukį primenantį riedėjimą, t.y. atsakas yra plastiškas. [30] Kai silpnas lytėjimo dirgiklis veikia jūrinio kiškio sifoną Aplysia californica, gyvūnas greitai ištraukia sifoną tarp parapodijų. [21] [31] [32] Kartais teigiama, kad šis atsakas yra nevalingas refleksas (pvz., žr. Aplysia žiaunų ir sifono atitraukimo refleksą), tačiau su šiuo atsaku susijęs sudėtingas mokymasis (žr. „Išmoktas vengimas“ toliau) rodo, kad toks požiūris gali būti pernelyg supaprastintas.

2001 m. Waltersas ir jo kolegos paskelbė ataskaitą, kurioje buvo aprašyti tabako raguolio vikšro pabėgimo atsakai.Manduca sexta) mechaniniam stimuliavimui. [33] Šios reakcijos, ypač jų plastiškumas, buvo labai panašios į stuburinių pabėgimo reakcijas.

Automatinis redagavimas

Daugiau nei 200 bestuburių rūšių gali naudoti autotomiją (savęs amputaciją) kaip vengimo ar apsaugos elgesį [34] [35], įskaitant:

Šie gyvūnai gali savo noru atsikratyti priedų, kai reikia išgyventi. Autotomija gali atsirasti reaguojant į cheminę, terminę ir elektrinę stimuliaciją, bet bene dažniausiai tai yra atsakas į mechaninę stimuliaciją plėšrūno gaudymo metu. Autotomija padeda pagerinti pabėgimo tikimybę arba sumažinti tolesnę žalą likusiai gyvūno daliai, pvz., cheminio toksino plitimą po įgėlimo, bet „sprendimą“ mesti galūnę ar kūno dalį ir didelę žalą. dėl to patirtos išlaidos rodo skausmo reakciją, o ne tiesiog nocicepcinį refleksą.

Šiluminė stimuliacija Redaguoti

Kaitinamas zondas (»42 °C arba 108 °F) sukelia sudėtingą, kamščiatraukį primenantį riedėjimo vengimą Drosophila lervos, kurios atsiranda vos per 0,4 sekundės, nekaitintas zondas nesukelia tokio vengimo elgesio. [30] Priešingai, šalti dirgikliai (≤14 °C arba 57,2 °F) pirmiausia sukelia dvišalį viso kūno susitraukimą pagal ašį nuo galvos iki uodegos, lervos taip pat gali reaguoti pakeldamos galvą ir (arba) uodegą, tačiau šios reakcijos. atsiranda rečiau mažėjant temperatūrai. [41] [42] Sausumos sraigės vengia, kai yra padėtos ant kaitlentės (»40 °C arba 104 °F), pakeldamos priekinę ištiestos pėdos dalį. [43] [44] 2015 m. atliktas tyrimas parodė, kad vėžiai (Procambarus clarkii) neigiamai reaguoja į aukštą, bet ne į žemą temperatūrą. [45]

Cheminė stimuliacija Redaguoti

Yra žinoma, kad vėžiagyviai reaguoja į rūgštis taip, kad tai rodo nocicepciją ir (arba) skausmą. [46] Krevetės Palemon elegans rodo apsaugines motorines reakcijas, kai jų antenos yra apdorojamos dirginančia acto rūgštimi arba natrio hidroksidu. [47] Krevetės specialiai sutvarko apdorotas antenas ir trina jas į rezervuarą, parodydamos, kad jos žino apie kenksmingo dirgiklio vietą savo kūne, o ne į dirginimą reaguoja bendrai. Į Carcinus maenas, paprastasis kranto krabas, acto rūgštis sukelia daugybę elgesio pokyčių, įskaitant burnos dalių judėjimą, trynimąsi nagais ir padažnėjusius bandymus ištrūkti iš aptvaro. [48]

Natūraliomis sąlygomis rutulius audžiantys vorai (Argiope spp.) atliekama autotomija (saviamputacija), jei į koją įgėlia vapsvos ar bitės. Eksperimentinėmis sąlygomis, kai vorams į koją buvo suleidžiama bičių ar vapsvų nuodų, jie šį priedą išmetė. Bet jei jiems švirkščiamas tik fiziologinis tirpalas, jie retai automatizuoja koją, o tai rodo, kad tai nėra fizinis įžeidimas ar skysčio patekimas. per se tai sukelia autotomiją. Vorai, kuriems buvo sušvirkšti nuodų komponentai, dėl kurių sušvirkštas žmogus praneša apie skausmą (serotoninas, histaminas, fosfolipazė A2 ir melittinas), autotomizuoja koją, tačiau jei injekcijose yra nuodų komponentų, kurie žmonėms nesukelia skausmo, autotomija nevyksta. [49]

Drosophila melanogaster lervos reaguoja į rūgštis [50] ir mentolį [51] stereotipiniu nociceptiniu riedėjimo atsaku, identišku elgesiui, stebimam reaguojant į aukštą temperatūrą ir mechaninį įžeidimą. [52] Elektrofilinis cheminis alilizotiocianatas sukelia nociceptinį lervų jautrumą. [53] Suaugusios musės mano, kad mentolis, [54] AITC, [55] kapsaicinas [56] ir daugybė kitų cheminių medžiagų yra aversinės, o tai turi įtakos ir stuburo išplėtimo refleksui, ir kiaušinių dėjimo vietos pasirinkimui.

Taip pat žinoma, kad rūgštys suaktyvina nematodo nociceptorius Caenorhabditis elegantiškas ir į Hirudo medikamentinis, paprastai žinoma kaip vaistinė dėlė. [57] [58] [59]

Elektrinė stimuliacija Redaguoti

Jūrinis šliužas, Tritonia diomedia, turi grupę jutiminių ląstelių, "S-ląstelių", esančių pleuros ganglijose, kurios, stimuliuojamos elektros šoko, inicijuoja pabėgimą. [23] Panašiai ir mantis krevetės Squilla mantis rodo, kad išvengiama elektros smūgių su stipria uodegos brūkštelėjimo reakcija. [60] Abu šie atsakai atrodo gana fiksuoti ir refleksyvūs, tačiau kiti tyrimai rodo, kad daugelis bestuburių pasižymi žymiai plastiškesniu atsaku į elektros šoką.

Dėl savo minkšto kūno krabų atsiskyrėlių išlikimas priklauso nuo kiautų, tačiau, kai jų kiautuose patiriamas nedidelis elektros smūgis, jie juos evakuoja. Tačiau reakciją įtakoja kiauto patrauklumas, labiau pageidaujama, kad kriauklės būtų evakuojamos tik tada, kai krabai patiria didesnės įtampos šoką, o tai rodo, kad tai nėra paprastas, refleksinis elgesys. [13]

Atliekant mokymosi ir Aplysia žiaunų bei sifono atitraukimo reflekso tyrimus, Aplysia gaudavo elektros smūgį į sifoną kiekvieną kartą, kai jų žiaunos atsipalaidavo žemiau kriterijaus lygio. [61] Aplysia išmoko išlaikyti savo žiaunas susitraukusias virš kriterijaus lygio – mažai tikėtinas rezultatas, jei atsakas buvo dėl nociceptinės patirties.

Drosophila plačiai naudojamas bestuburių nocicepcijos ir skausmo tyrimuose. Nuo 1974 m. [62] buvo žinoma, kad šios vaisinės muselės gali būti treniruojamos nuosekliai pateikiant kvapą ir elektros šoką (mokymas su kvapu ir smūgiu) ir vėliau išvengs kvapo, nes numato kažką „blogo“. [63] [64] Panašus atsakas buvo nustatytas ir šios rūšies lervose. [65] Intriguojančiame tyrime [66] Drosophila išmoko dviejų rūšių prognozes apie „trauminę“ patirtį. Jei treniruotės metu prieš elektros smūgį atsirado kvapas, jis numatė smūgį, o musės vėliau jo išvengė. Kai įvykių seka treniruotės metu buvo pakeista, t. y. kvapas sekė šoką, kvapas numatė palengvėjimą nuo šoko ir musės artėjo prie jo. Pastarąjį poveikį autoriai pavadino „palengvėjimo“ mokymusi.

Daugelis bestuburių rūšių išmoksta pasitraukti nuo sąlyginio dirgiklio arba pakeisti savo elgesį, kai jis anksčiau buvo suporuotas su elektros smūgiu (minėtas Sherwinas [1]), įskaitant sraiges, dėles, skėrius, bites ir įvairius jūrinius moliuskus. .

Jei stuburinių gyvūnų rūšys naudojamos atliekant apsauginio ar motorinio elgesio tyrimus ir jie reaguoja panašiai kaip aprašyti aukščiau, paprastai daroma prielaida, kad mokymosi procesas grindžiamas tuo, kad gyvūnas jaučia skausmą ar diskomfortą dėl dirgiklio, pvz. elektros šokas. Argumentai pagal analogiją rodo, kad analogiška patirtis pasitaiko ir bestuburiams.

Stuburiniams gyvūnams opiatai moduliuoja nocicepciją ir opioidų receptorių antagonistus, pvz. naloksoną ir CTOP, pakeiskite šį poveikį. Taigi, jei opiatai turi panašų poveikį bestuburiams kaip stuburiniams, jie turėtų atidėti arba sumažinti bet kokį apsauginį atsaką, o opioidų antagonistas turėtų tai neutralizuoti. Nustatyta, kad moliuskai ir vabzdžiai turi opioidų surišimo vietas arba bendrą opioidų jautrumą. Žinoma, yra daug pavyzdžių, kai neuropeptidai, dalyvaujantys stuburinių gyvūnų skausmo reakcijoje, randami bestuburiuose, pavyzdžiui, endorfinai buvo rasti platyhelminthes, moliuskų, anelidžių, vėžiagyvių ir vabzdžių. [1] [67] Be analgezijos, egzogeniniai opiatai turi ir kitų poveikių, ypač susijusių su maitinimosi elgesiu ir imunocitų aktyvavimu. [68] Šios pastarosios funkcijos gali paaiškinti opioidų ir opioidinių receptorių buvimą labai paprastuose bestuburiuose ir vienaląsčiuose gyvūnuose.

Nematodai Redaguoti

Nematodai vengia ekstremalių temperatūrų. [5] Morfinas padidina šio parazitinio gynybinio atsako latentinį laiką Ascaris suum. [69] Tyrime apie opiatų poveikį Caenorhabditis elegantiškas, 76 % negydytų grupių pasireiškė greitas refleksinis pasitraukimas nuo karščio, o 47 %, 36 % ir 39 % morfinu, endomorfinu 1 ir endomorfinu 2 gydytų kirminų (atitinkamai). Šie poveikiai buvo panaikinti vartojant opioidų receptorių antagonistus naloksoną ir CTOP, todėl autoriai padarė išvadą, kad termonocifenzinis elgesys C. elegans buvo moduliuojamas opioidais. [70]

Moliuskai Redaguoti

Šliužai ir sraigės turi opioidų receptorių sistemą. [71] [72] Atliekant eksperimentus su skirtingomis sausumos sraigėmis, morfinas pailgino sraigių, pakeltų pėdą, delsą, kai jos buvo padėtos ant karšto (40 °C) paviršiaus. [44] Nuskausminamąjį morfino poveikį pašalino naloksonas, kaip matyti žmonėms ir kitiems stuburiniams gyvūnams. Taip pat buvo pripratimas prie morfijaus. Sraigės, keturias dienas vartotos morfijaus, nesiskyrė nuo kontrolinių jautrumo skausmui tyrimuose, o nuskausminimas buvo pasiektas tik vartojant didesnę dozę.

Vėžiagyviai Redaguoti

Įrodymai, kad bestuburiai gali patirti nocicepciją ir skausmą, buvo plačiai ištirti vėžiagyviuose. [28] Krabuose Neohelice granulata, [1 pastaba] elektros smūgiai, perduodami per mažas skylutes korpuse, sukėlė gynybinį pavojų. Morfino injekcija sumažino krabų jautrumą smūgiui priklausomai nuo dozės, o poveikis mažėjo ilgėjant trukmei tarp morfino injekcijos ir šoko. Naloksono injekcija slopino morfino poveikį, kaip matyti iš stuburinių gyvūnų. [74] Morfinas taip pat turėjo slopinamąjį poveikį pabėgimo uodegos brūkštelėjimui į elektros šoką mantis krevetėse, Squilla mantis, kurį panaikino naloksonas, o tai rodo, kad poveikis pastebimas kitose vėžiagyvių grupėse, išskyrus dešimtkojus. [60] Kai dirginančia acto rūgštimi arba natrio hidroksidu buvo užteptos žolinių krevečių antenos, Penaeus monodonas, padaugėjo apdorotų vietų trynimo ir priežiūros, o tai nebuvo pastebėta, jei jos anksčiau buvo gydomos vietiniu anestetiku benzokainu, tačiau benzokainas nepašalino trynimo lygio, kuris buvo pastebėtas reaguojant į mechaninį stimuliavimą žnyplėmis. Benzokainas neturėjo jokio poveikio bendram krevečių judėjimui, todėl trynimas ir priežiūra sumažėjo ne tik dėl gyvūno neveiklumo. [47] Kitas vietinis anestetikas, ksilokainas, sumažino baltųjų krevečių patelių akių stiebo pašalinimo įtampą. Litopenaeus vannamei, kaip rodo maitinimo ir plaukimo lygiai. [75]

Ne visada buvo įmanoma pakartoti šiuos radinius vėžiagyviams. Viename tyrime [76] trys dešimtkojų vėžiagyvių rūšys, Luizianos raudonieji pelkiniai vėžiai, baltosios krevetės ir žolinės krevetės, buvo tiriamos dėl nocicepcinio elgesio, antenoms patepant natrio hidroksidu, druskos rūgštimi arba benzokainu. Dėl to šių trijų rūšių elgesys nepasikeitė, palyginti su kontrolinėmis grupėmis. Gyvūnai netvarkė apdorotos antenos, o gydytų asmenų ir kontrolinių gyvūnų judėjimas nesiskyrė. Tarpląsteliniai Luizianos raudonųjų pelkių vėžių anteninių nervų įrašai atskleidė nuolatinį spontanišką aktyvumą, tačiau jokių neuronų, kurie būtų patikimai sužadinti naudojant natrio hidroksidą arba druskos rūgštį, nebuvo. Autoriai padarė išvadą, kad nėra elgesio ar fiziologinių įrodymų, kad antenose buvo specializuotų nociceptorių, kurie reaguotų į pH. Galima teigti, kad tyrimų išvadų skirtumai gali atsirasti dėl to, kad skirtingų rūšių reakcija į ekstremalų pH yra nenuosekli.

It has been argued that the analgesic effects of morphine should not be used as a criterion of the ability of animals, at least crustaceans, to experience pain. In one study, shore crabs, Carcinus maenas received electric shocks in a preferred dark shelter but not if they remained in an unpreferred light area. Analgesia from morphine should have enhanced movement to the preferred dark area because the crabs would not have experienced 'pain' from the electric shock. However, morphine inhibited rather than enhanced this movement, even when no shock was given. Morphine produced a general effect of non-responsiveness rather than a specific analgesic effect, which could also explain previous studies claiming analgesia. However, the researchers argued that other systems such as the enkephalin or steroid systems might be used in pain modulation by crustaceans and that behavioural responses should be considered rather than specific physiological and morphological features. [77]

Vabzdžiai Redaguoti

Morphine extends the period that crickets remain on the heated surface of a hotplate. [78] [79] One study has found that fruit flies can experience chronic pain. [80] Insects, unlike crustaceans, have not been observed ever tending wounds, although being injured does influence the behavior of bees in that they attempt to escape the cause of the pain, such as when their leg is stuck they attempt to use their other legs to free the stuck leg. [81]

This is a particularly important criterion for assessing whether an animal has the capacity to experience pain rather than only nociception. Nociceptive responses do not require consciousness or higher neural processing this results in relatively fixed, reflexive actions. However, the experience of pain does involve higher neural centres which also take into account other factors of relevance to the animal, i.e. competing motivations. This means that a response to the experience of pain is likely to be more plastic than a nociceptive response when there are competing factors for the animal to consider.

Robert Elwood and Mirjam Appel at the Queen's University of Belfast argue that pain may be inferred when the responses to a noxious stimulus are not reflexive but are traded off against other motivational requirements, the experience is remembered and the situation is avoided in the future. They investigated this by giving hermit crabs small electric shocks within their shells. Only crabs given shocks evacuated their shells indicating the aversive nature of the stimulus, but fewer crabs evacuated from a preferred species of shell demonstrating a motivational trade-off. [13] Most crabs, however, did not evacuate at the shock level used, but when these shocked crabs were subsequently offered a new shell, they were more likely to approach and enter the new shell. They approached the new shell more quickly, investigated it for a shorter time and used fewer cheliped probes within the aperture prior to moving in. This demonstrates the experience of the electric shock altered future behaviour in a manner consistent with a marked shift in motivation to get a new shell to replace the one previously occupied.

Learning to avoid a noxious stimulus indicates that prior experience of the stimulus is remembered by the animal and appropriate action taken in the future to avoid or reduce potential damage. This type of response is therefore not the fixed, reflexive action of nociceptive avoidance.

Habituation and sensitization Edit

Habituation and sensitisation are two simple, but widespread, forms of learning. Habituation refers to a type of non-associative learning in which repeated exposure to a stimulus leads to decreased responding. Sensitization is another form of learning in which the progressive amplification of a response follows repeated administrations of a stimulus.

When a tactile stimulus is applied to the skin of Aplysia californica, the animal withdraws the siphon and gill between the parapodia. This defensive withdrawal, known as the Aplysia gill and siphon withdrawal reflex, has been the subject of much study on learning behaviour. [32] [82] [83] Generally, these studies have involved only weak, tactile stimulation and are therefore more relevant to the question of whether invertebrates can experience nociception, however, some studies [61] have used electric shocks to examine this response (See sections on "Electrical stimulation" and "Operant conditioning").

Persistent nociceptive sensitization of nociceptors in Aplysia displays many functional similarities to alterations in mammalian nociceptors associated with the clinical problem of chronic pain. Moreover, in Aplysia and mammals the same cell signaling pathways trigger persistent enhancement of excitability and synaptic transmission following noxious stimulation, and these highly conserved pathways are also used to induce memory traces in neural circuits of diverse species [84]

Location avoidance Edit

Avoidance learning was examined in the crab Neohelice granulata by placing the animals in a dark compartment of a double-chamber device and allowing them to move towards a light compartment. [85] Experimental crabs received a shock in the light compartment, whilst controls did not. After 1 min, both experimental and control crabs were free to return to the dark compartment. The learned outcome was not a faster escape response to the stimulus but rather refraining from re-entering the light compartment. A single trial was enough to establish an association between light and shock that was detected up to 3 hours later. [86]

Studies on crayfish, Procambarus clarkia, demonstrated that they learned to associate the turning on of a light with a shock that was given 10 seconds later. They learned to respond by walking to a safe area in which the shock was not delivered. [87] However, this only occurred if the crayfish were facing the area to which they could retreat to avoid the shock. If they were facing away from the safe area the animal did not walk but responded to the shock by a tail-flick escape response. Despite repeated pairings of light and shock the animals did not learn to avoid the shock by tail-flicking in response to light. Curiously, when the animals that had experienced shocks whilst facing away from the safe area were subsequently tested facing towards the safe area they showed a very rapid avoidance of the shock upon the onset of the light. Thus, they seemed to have learned the association although they had not previously used it to avoid the shock - much like mammalian latent learning. These studies show an ability in decapods that fulfils several criteria for pain experience rather than nociception.

Conditioned suppression Edit

Honeybees extend their proboscis when learning about novel odours. In one study on this response, bees learnt to discriminate between two odours, but then learned to suppress the proboscis extension response when one of the odours was paired with an electric shock. [88] This indicates the sensation was aversive to the bee, however, the response was plastic rather than simply reflexive, indicating pain rather than nociception.

Operant conditioning Edit

Operant studies using vertebrates have been conducted for many years. In such studies, an animal operates or changes some part of the environment to gain a positive reinforcement or avoid a punishment one. In this way, animals learn from the consequence of their own actions, i.e. they use an internal predictor. Operant responses indicate a voluntary act the animal exerts control over the frequency or intensity of its responses, making these distinct from reflexes and complex fixed action patterns. A number of studies have revealed surprising similarities between vertebrates and invertebrates in their capacity to use operant responses to gain positive reinforcements, [89] but also to avoid positive punishment that in vertebrates would be described as 'pain'.

Snail Edit

It has been shown that snails will operate a manipulandum to electrically self-stimulate areas of their brain. Balaban and Maksimova [90] surgically implanted fine wire electrodes in two regions of the brains of snails (Helix sp.). To receive electrical stimulation of the brain, the snail was required to displace the end of a rod. When pressing the rod delivered self-stimulation to the mesocerebrum (which is involved in sexual activity) the snails increased the frequency of operating the manipulandum compared to the baseline spontaneous frequency of operation. However, when stimulation was delivered to the parietal ganglion, the snails decreased the frequency of touching the rod compared to the baseline spontaneous frequency. These increases and decreases in pressing are positive reinforcement and punishment responses typical of those seen with vertebrates.

Aplysia Redaguoti

To examine the gill and siphon withdrawal response to a putatively painful stimulus, Aplysia were tested in pairs. During the initial training period, the experimental animal received a siphon shock each time its gill relaxed below a criterion level, and the yoked control animal received a shock whenever the experimental animal did, regardless of its own gill position. The experimental animals spent more time with their gills contracted above the criterion level than did the control animals during each period, demonstrating operant conditioning. [61]

Drosophila Redaguoti

A fly-controlled heat-box has been designed to study operant conditioning in several studies of Drosophila. [91] [92] [93] Each time a fly walks into the designated half of the tiny dark chamber, the whole space is heated. As soon as the animal leaves the punished half, the chamber temperature reverts to normal. After a few minutes, the animals restrict their movements to one-half of the chamber, even if the heat is switched off.

A Drosophila flight simulator has been used to examine operant conditioning. [94] The flies are tethered in an apparatus that measures the yaw torque of their flight attempts and stabilizes movements of the panorama. The apparatus controls the fly's orientation based on these attempts. When the apparatus was set up to direct a heat beam on the fly if it "flew" to certain areas of its panorama, the flies learned to prefer and avoid certain flight orientations in relation to the surrounding panorama. The flies "avoided" areas that caused them to receive heat.

These experiments show that Drosophila can use operant behaviour and learn to avoid noxious stimuli. However, these responses were plastic, complex behaviours rather than simple reflex actions, consistent more with the experience of pain rather than simply nociception.

It could be argued that a high cognitive ability is not necessary for the experience of pain otherwise, it could be argued that humans with less cognitive capacity have a lower likelihood of experiencing pain. However, most definitions of pain indicate some degree of cognitive ability. Several of the learned and operant behaviours described above indicate that invertebrates have high cognitive abilities. Other examples include:

  • Social transmission of information during the waggle dance of honeybees. orientation by spiders, i.e. they memorize information about their previous movements. [95]
  • Detour behaviour in which spiders choose to take an indirect route to a goal rather than the most direct route, thereby indicating flexibility in behaviour and route planning, and possibly insight learning. [1] in the honeybee, Apis mellifera. [96] in leafcutter ants, Atta colombica. [97] in the yellow mealworm beetle, Tenebrio molitor, [98] and honeybee. [99]

Non-stereotyped behavior Edit

Charles Darwin was interested in worms and "how far they acted consciously, and how much mental power they displayed." [100] [101] In The Formation of Vegetable Mould through the Action of Worms, Darwin described complex behaviors by worms when plugging their burrows. He suggested that worms appear to "have the power of acquiring some notion, however crude, of the shape of an object and of their burrows" and if so, "they deserve to be called intelligent for they then act in nearly the same manner as would a man under similar circumstances." [100]

One alternative alone is left, namely, that worms, although standing low in the scale of organization, possess some degree of intelligence. This will strike every one as very improbable but it may be doubted whether we know enough about the nervous system of the lower animals to justify our natural distrust of such a conclusion. With respect to the small size of the cerebral ganglia, we should remember what a mass of inherited knowledge, with some power of adapting means to an end, is crowded into the minute brain of a worker-ant. [100]

Donald Griffin's 1984 Animal Thinking defends the idea that invertebrate behavior is complex, intelligent, and somewhat general. He points to examples in W. S. Bristowe's 1976 The World of Spiders detailing how spiders respond adaptively to novel conditions. For instance, a spider can eat a fly held in front of it by an experimenter, bypassing the usual step of moving toward an insect caught on its web. A spider may adapt the shape of its web to abnormal circumstances, suggesting that the web is not just built with a fixed template. Griffin also considers leaf-cutter ants, with central nervous systems "less than a millimeter in diameter," and asks: "Can the genetic instructions stored in such a diminutive central nervous system prescribe all of the detailed motor actions carried out by one of these ants? Or is it more plausible to suppose that their DNA programs the development of simple generalizations [. ]?" [102]

In other instances invertebrates display more "dumb," pre-programmed behavior. Darwin himself cites examples involving ants, sphexes, and bees. [100] Dean Wooldridge described how a sphex wasp brings a paralyzed cricket to its burrow and then goes inside to inspect the burrow before coming back out and bringing the cricket in. If the cricket is moved slightly while the wasp is away making its first inspection, the wasp upon returning from the burrow reorients the cricket to its proper position and then proceeds to check the burrow again, even though it was already checked just before. If the cricket is moved again, the routine repeats once more. This process has been repeated up to 40 times in a row. [103] Based on this example, Douglas Hofstadter coined the term "sphexish" to mean deterministic or pre-programmed. [104]

Social interaction Edit

Social behavior is widespread in invertebrates, including cockroaches, termites, aphids, thrips, ants, bees, Passalidae, Acari, spiders, and more. [105] Social interaction is particularly salient in eusocial species but applies to other invertebrates as well.

Jeffrey A. Lockwood, citing previous authors, argues that awareness of how other minds operate may be an important requirement for social interaction. Social behavior indicates that insects can recognize information conveyed by other insects, and this suggests they may also have some self-awareness. Lockwood asserts: "it is rather implausible to contend that through sensory mechanisms an insect is aware of the environment, other insects, and the needs of conspecifics but through some neural blockage, the same insect is selectively unconscious of sensory input about itself." [106]

In the UK from 1993 to 2012, the common octopus (Aštuonkojis vulgaris) was the only invertebrate protected under the Animals (Scientific Procedures) Act 1986. [107] In 2012, this legislation was extended to include all cephalopods [108] in accordance with a general EU directive [109] which states ". there is scientific evidence of their [cephalopods] ability to experience pain, suffering, distress and lasting harm."


Introduction: the occurrence of nociception and pain

The ability to detect dangerous, damaging stimuli is adaptive in terms of survival, and thus the evolution of an early warning system in animals seems intuitive. Indeed, the nociceptive system, which detects noxious, harmful, injury-causing stimuli such as extremes of temperature, high mechanical pressure and irritant chemicals, has been identified in invertebrates (e.g. Drosophila ir Caenorhabditis elegantiškas Tobin and Bargmann, 2004 Neely et al., 2010 Im and Galko, 2012) through to humans (reviewed in Sneddon et al., 2014). Nociception is the simple perception of a noxious event and is typically accompanied by a reflex withdrawal response away from the source of damage. In humans, negative ‘feelings’ of discomfort or suffering are experienced alongside the injury and this is termed pain. The concept of pain occurring in animals has been extensively debated, with some authors suggesting only primates and humans can experience the adverse affective component as they possess a human (or similar in primates) neocortex (Rose, 2002 Rose et al., 2014). Opposing this opinion, scientists suggest that the negative experience that accompanies tissue damage is crucial in altering an animal's subsequent behaviour to perform protective and guarding reactions, enabling the animal to avoid such stimuli in future, and for avoidance learning to occur (Sneddon et al., 2014). This implies that the unpleasant internal state of experiencing pain goes hand in hand with its perception as it has to be such a strong aversive stimulus to ensure animals will alter future behaviour and learn from the event. If this were not the case, animals would continue to damage themselves repeatedly, resulting in disease, loss of limbs and even mortality. It is unlikely that animals living in very different environments will have developed the same nociceptive or pain-detecting neural machinery as humans. Evolution and life history place very diverse pressures on different animal groups as well as exposing them to differing types of nociceptive stimuli. For example, fish living in an aquatic world can maintain buoyancy, so the risk of collision due to gravity is likely to be rare compared with a terrestrial vertebrate (Sneddon, 2004). Therefore, evolution, ecology and life history may have shaped nociceptive and pain systems in aquatic animals to meet the demands of their environment in quite a dissimilar way to terrestrial animals (Broom, 2001 Rutherford, 2002).

Studies on the bird brain have challenged old dogma on brain evolution and have shown that the theory of linear and progressive evolution, where the cerebral cortex was believed to have evolved from lower to higher vertebrates, with birds at an intermediate stage, are incorrect (see Jarvis et al., 2005 for review). The avian cerebrum was proposed to be relatively simple in structure and controlled primitive behaviours (Ariëns Kappers et al., 1936). Modern experimentation demonstrates that the avian cortex developed from pallial (or cortical-like), striatal and pallidal regions from a common avian/reptilian ancestor. The avian pallial region is differentially organized compared with the mammalian pallium or cortex in that the avian region is nuclear and the mammalian cortex is layered. However, the pallia of the two groups perform similar functions and have comparable connectivity. Thus, the avian cortical regions are different from the mammalian or human cortex but have evolved analogous roles. Thus, we should expect that other non-mammalian vertebrate taxa may have brain structures that differ from the mammalian cortex anatomically, but that may have evolved to perform similar functions. This example demonstrates how the study of disparate animal groups can enlighten us about the evolution of the nervous system. In this review, the evidence for pain and nociception in wholly aquatic animals will be considered by discussing the differences with terrestrial groups to ascertain how the watery environment may have resulted in anatomical, neurobiological and functional differences. Unfortunately, there are negligible data on aquatic mammals and aquatic birds, and very few data published on aquatic forms of amphibians (see Guenette et al., 2013) therefore, this review will focus upon the aquatic animal groups where there is significant empirical evidence, specifically fish, cephalopods and crustaceans.

Definitions of animal pain have proposed that there are two key criteria animals must fulfil to be considered capable of experiencing pain (Table 1 Sneddon et al., 2014). The first is that whole-animal responses to a noxious, potentially painful event differ from those to innocuous stimulation. More specifically, it is suggested that: animals must have the neural apparatus to perceive damaging stimuli with nociceptors, often free nerve endings that specifically detect harmful stimuli the information is conveyed to the central nervous system (CNS) from the periphery central processing occurs involving brain areas that innervate motivational and emotional behaviour and learning physiological responses are altered that may be linked to a stress response behavioural alterations are not simple reflexes, with long-term responses including protective behaviours and avoidance as part of the response and finally all of these reactions should be reduced by the use of analgesics or painkillers (although note that these may only be effective in mammals and specific compounds may not necessarily work in invertebrates with different receptors, etc. e.g. Barr and Elwood, 2011). The first invertebrate species in which nociceptors were identified was the leech (Hirudo medicinalis), an aquatic annelid inhabiting freshwater (Nicholls and Baylor, 1968). These nociceptors have similar properties to mammalian nociceptors including responding to multiple types of noxious, damaging stimuli, classifying them as polymodal (Pastor et al., 1996). Further studies have demonstrated that analgesic compounds and stimulation of adjacent touch receptors can reduce nociceptor activity (Higgins et al., 2013 Yuan and Burrell, 2013), the latter being comparable with gate control in mammals whereby touch modulates pain transmission (Melzack and Wall, 1965). Therefore, the physiological and molecular mechanisms may be highly conserved between aquatic invertebrates, vertebrates and terrestrial vertebrate groups (Sneddon et al., 2014).

The two key principles and detailed criteria for pain in animals


Study shows drug comes up short in osteoarthritis pain relief

Morris Animal Foundation-funded researchers from the University of Georgia, have found that tramadol was ineffective in alleviating signs of pain associated with osteoarthritis in dogs. The research team published their results in the Journal of the American Veterinary Medical Association.

"The data shows conclusively that tramadol is not an effective drug in treating the pain associated with arthritis in the dog, despite its common recommendation," said Dr. Steven Budsberg, Professor of Surgery and Director of Clinical Research at the University of Georgia College of Veterinary Medicine. "This use of tramadol is a classic example of failing to acknowledge and control for bias when evaluating a potential treatment."

Osteoarthritis is a common and progressive condition of dogs, affecting approximately 14 million adult dogs in the United States alone. Osteoarthritis causes pain and discomfort, limiting mobility as well as negatively impacting the quality of life. Numerous options are available to treat osteoarthritis, with drug therapy to alleviate pain a cornerstone of treatment. However, there are still questions regarding which therapies are most effective.

The team at University of Georgia, led by Budsberg, studied the problem by comparing the commonly used medication tramadol against both placebo and non-steroidal anti-inflammatory drugs in client-owned dogs in a randomized, blinded, placebo and positive-controlled crossover study.

Dogs with osteoarthritis of the elbow or knee were assigned to receive each of three treatments in a random order. Each treatment arm lasted for 10 days. Improvement was measured using a battery of tests that evaluated a dog's gait and pain. The results showed no improvement when tramadol was given compared to either baseline or placebo. The study results highlight the need for carefully controlled studies when evaluating drug effectiveness.

"Recognition and alleviation of pain in animals has been a priority for Morris Animal Foundation since our founding," said Dr. Kelly Diehl, Senior Scientific and Communications Adviser at Morris Animal Foundation. "This study reinforces the need to carefully and systematically evaluate a pain medication's effectiveness before it becomes commonly prescribed, no matter what the species."


About the beginning of life, bacteria in the gut and collective intelligence in bees

How does human life begin, which processes influence the human gut microbiome, and what do researchers know about the collective intelligence of honeybees? Members of the German National Academy of Sciences Leopoldina will answer these and other questions at the virtual symposium of Class II - Life Sciences.

Online-Symposium Class II - Life Sciences "2. Life Science Symposium 2021"
Monday, 21 June 2021, 9:00 a.m. - 6:00 p.m. (Berlin/Germany)
Online via Zoom

The Class Symposia of the German National Academy of Sciences Leopoldina are forums for scientific exchange and provide insights into the diverse research topics of Academy members. On Monday, 21 June, members of Class II will speak in four sessions about current research results from the life sciences.

In their presentations, the scientists will focus on new findings in protein biochemistry and glycobiology (Prof. Dr. Stefan Raunser, Max Planck Institute for Molecular Physiology, Dortmund/Germany Prof. Dr. Ludger Johannes, Institut Curie, Paris/France), provide insights into the beginning of human life (Dr. Melina Schuh, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Goettingen/Germany) and report on the role of the immune system in pain perception and tumor development (Prof. Dr. Rohini Kuner, University of Heidelberg/Germany). Other topics are the human gut microbiome (Prof. Dr. Ruth Ley, Max Planck Institute for Developmental Biology, Tuebingen/Germany), the question how immune cells influence liver diseases (Prof. Dr. Mathias Heikenwälder, German Cancer Research Center, DKFZ, Heidelberg/Germany) and mechanisms of epigenetic regulation (Prof. Dr. Asifa Akhtar, Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics, Freiburg/Germany). In addition, the speakers will also talk about how plants adapt to unfavorable light conditions (Prof. Dr. Christian Fankhauser, University of Lausanne/Switzerland), modern taxonomy in biodiversity research (Prof. Dr. Miguel Vences, Technische Universitaet Braunschweig/Germany) and collective intelligence of honeybees (Prof. Dr. Thomas Dyer Seeley, Cornell University/USA).

The full program including all speakers can be found at: https:/ / www. leopoldina. org/ en/ events/ event/ event/ 2881/

The symposium is open to all interested parties and will be held in English. Participation is free of charge. Prior registration is required via the following link: https:/ / www. leopoldina. org/ form/ anmeldung-lebenswissenschaften-termin-2/ .

If you, as a journalist, would like to attend this event, please register by email at: [email protected].

About the German National Academy of Sciences Leopoldina

As the German National Academy of Sciences, the Leopoldina provides independent science-based policy advice on matters relevant to society. To this end, the Academy develops interdisciplinary statements based on scientific findings. In these publications, options for action are outlined making decisions, however, is the responsibility of democratically legitimized politicians. The experts who prepare the statements work in a voluntary and unbiased manner. The Leopoldina represents the German scientific community in the international academy dialogue. This includes advising the annual summits of Heads of State and Government of the G7 and G20 countries. With 1,600 members from more than 30 countries, the Leopoldina combines expertise from almost all research areas. Founded in 1652, it was appointed the National Academy of Sciences of Germany in 2008. The Leopoldina is committed to the common good.

Kontaktas:
Dr. Henning Steinicke
Scientific Officer, Department Science - Policy - Society
E-Mail: [email protected]

Atsisakymas: AAAS ir EurekAlert! nėra atsakingi už naujienų pranešimų, paskelbtų EurekAlert, tikslumą! prisidedančios institucijos arba už bet kokios informacijos naudojimą per EurekAlert sistemą.


New Evidence of Anti-Cancer Mechanism of Venom

Researchers at the Harry Perkins Institute of Medical Research and the University of Western Australia, both in Perth, Australia, have shown that both honeybee venom (containing natural melittin) and a synthetic form of melittin alone had a powerful effect on cancer cells, killing 100 percent of cells of both triple-negative breast cancer and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2)-enriched breast cancer—two particularly aggressive and treatment-resistant types of breast cancer. Critically, the treatments had only “negligible effects on normal cells.” 5 The same study showed that bumblebee venom, which does not contain melittin, did not have the same potent effect. 6

The researchers used venom from 312 honeybees and bumblebees collected across Perth, Western Australia, Ireland and England to compare the effects of venom or melittin in all subtypes of breast cancer as well as on normal cells. 7 According to lead investigator Dr. Ciara Duffy, “We found both honeybee venom and melittin significantly, selectively and rapidly reduced the viability of triple-negative breast cancer and HER2-enriched breast cancer cells. The venom was extremely potent… We found that melittin can completely destroy cancer cell membranes within 60 minutes.” 8 They also found that another concentration of honeybee venom killed 100 per cent of cancer cells without affecting healthy cells.

The researchers were able to demonstrate that the melittin works in two ways: Within an hour of administration, it effectively punches holes in the cell membrane, killing the cell. In addition however, within 20 minutes of administration, it rapidly disrupts the cancer signaling pathways, shutting down the chemical messages needed for cancer cell growth and reproduction. 9

According to Dr. Duffy, “We looked at how honeybee venom and melittin affect the cancer signaling pathways, the chemical messages that are fundamental for cancer cell growth and reproduction, and we found that very quickly these signaling pathways were shut down.” 10


Zebrafish at the Interface of Development and Disease Research

Lauryn N. Luderman , . Ela W. Knapik , in Current Topics in Developmental Biology , 2017

4.3 Zebrafish Models of CDG

CDG patients commonly carry mutations in genes coding for processing enzymes, and they present with a range of features, including failure to thrive, metabolic defects such as hypoglycemia and hypocholesterolemia , hypotonia, dysplasia, dwarfism, skeletal malformations, facial dysmorphia, and macrocephaly ( Marquardt & Denecke, 2003 ). The skeletal and craniofacial features of CDG have been attributed to a defect in glycosylation of ECM proteins. Identifying the defective glycoprotein(s) that contribute to CDG pathology has long been sought but remains elusive. Animal models provide a platform for these studies, but null mutations in genes such as phosphomannomutase 2 (Pmm2) ir mannose phosphate isomerase (Mpi) that cause CDG are early embryonic lethal in mouse ( DeRossi et al., 2006 Thiel, Lubke, Matthijs, von Figura, & Korner, 2006 ). Recent mechanistic studies of genes in glycosylation pathways in zebrafish provided essential knowledge to advance understanding of the pathophysiology of CDG ( Clement et al., 2008 Eames et al., 2010, 2011 ).

PMM2 and MPI are essential enzymes for mannose metabolism, which are required precursors for building the oligosaccharide used for N-glycosylation. Zebrafish mpi morpholino injection reduced enzyme levels to those found in MPI-CDG patients ( Chu et al., 2013 ). This model illustrates the utility of MO for studying an inborn metabolic error where null mutation causes lethality, as the morpholino is tunable to achieve the desired degree of enzyme depletion. mpi morphants developed multiple defects, including reduced body length and dysmorphic jaws ( Table 1 Chu et al., 2013 ). MPI-CDG patients are treated with oral mannose, as this bypasses the enzymatic requirement for MPI in generating mannose-6-phosphate. The zebrafish MPI-CDG model is supported by the finding that mannose supplementation completely rescues mpi morphant phenotypes ( Chu et al., 2013 ). This model will be important in studies of the MPI-CDG disease mechanism and mannose treatment.

PMM2-CDG is the most common form of CDG. pmm2 morpholino injection into zebrafish modestly reduced Pmm2 enzymatic activity and minimized pmm2 deficiency ( Cline et al., 2012 ). pmm2 morphants presented with a mild phenotype consisting of craniofacial cartilage defects similar to PMM2-CDG patients (MIM# 212065). Abu mpi ir pmm2 morphants showed decreased LLO levels and global decrease in N-glycosylation of proteins. The Pmm2 substrate, mannose-6-phosphate (M6P), was elevated in pmm2 morphants, and this was corrected by reducing M6P production by coinjection of pmm2 ir mpi MOs. This improved chondrocyte morphology ( Cline et al., 2012 ), suggesting that the accumulation of M6P is, in part, responsible for the PMM2-CDG phenotype, reminiscent of the “honeybee effect” where M6P is toxic to honeybees ( Sols, Cadenas, & Alvarado, 1960 ).

CDG-IIk (MIM# 614727) is a CDG subtype caused by mutation of transmembrane protein 165 (TMEM165) ( Nabavi, Pustylnik, & Harrison, 2012 ). Pacientai su TMEM165 mutations present with dwarfism, facial hypoplasia and dysmorphia, bone and cartilage dysplasia ( Foulquier et al., 2012 ). Variants in TMEM165 result in different clinical presentations depending on the type of mutation ( Table 1 ). However, little is known about the function of this protein, or how mutations result in the phenotypes seen in CDG-IIk patients.

CDG-IIk was modeled in zebrafish using a morpholino by Bammens et al. tmem165 morphants were shorter than wild-type controls and exhibited craniofacial defects. Disruption of osteoblast maturation resulted in deficient bone formation similar to TMEM165-CDG patients. This was attributed to a decrease in the total number of chondrocytes in morphants, reduced expression of aggrecan, marker for an intermediate stage of chondrocyte differentiation, and an increase in sox9, a modulator of chondrocyte differentiation ( Bammens et al., 2015 ). Glycome analysis of tmem165 morphants revealed deficits in N-glycosylation determined by a decrease in total glycoprotein, and decreased glycan modification. Altered bone differentiation was indicated by decreased expression of the osteoblast marker col10a1, ir osterix, an osteoblast maturation factor. Importantly, while injection of wild-type tmem165 mRNA restored cartilage development in tmem165 morphants, mRNA with mutations found in CDG-IIk patients did not, both confirming target specificity of the MO and establishing that patient-derived tmem165 mutations are pathogenic.

A putative novel CDG was identified by the zebrafish mutant, trappc11/foie gras, which is characterized by fatty liver and jaw defects ( Cinaroglu, Gao, Imrie, & Sadler, 2011 Sadler, Amsterdam, Soroka, Boyer, & Hopkins, 2005 ). Pacientai su TRAPPC11 mutations present with fatty liver and muscular dystrophy ( Liang et al., 2015 ). trappc11 zebrafish mutants have defects in protein glycosylation similar to those found in patients ( DeRossi et al., 2016 ). Future studies will be needed to detect potential skeletal deficits in patients.

Žiūrėti video įrašą: 2018-10-31. Bitynas4. Gydimas oksalo rūgštimi. (Lapkritis 2024).