Nowy gatunek homininów na czołówkach gazet. Co to jest i co to znaczy?

Autor: Jerry A. Coyne

Opisano nowy gatunek hominina, H. naledi, w nowym artykule w eLife. Napisał go Lee Berger i in. (“i in.” to około 60 autorów!) i opisują oni kolekcję 15 szkieletów odkrytych razem w jaskini w Afryce Południowej. Jest to niezwykle kompletna kolekcja szkieletów i artykuł ten omawia zarówno BBC, jak „New York Times”. To, co wkładam poniżej, jest głównie wydestylowane z tych drugorzędowych źródeł, chociaż czytałem także sam artykuł.

 

“Homininy” (dawniej “hominidy”), obejmują wszystkie gatunki, wymarłe i żyjące ( z tych ostatnich jest tylko H. sapiens), po tej stronie linii rodowej, która dała współczesnych ludzi po rozejściu się z linią rodową, która doprowadziła do współczesnych szympansów (naszych najbliższych żyjących krewnych). Oczywiście, nie wszystkie homininy znajdują się w gatunku Homo: mamy Australopithecus, Sahelanthropus, Paranthropus i kilka innych rodzajów, których członkowie wymarli bezpotomnie. Ponadto, nie wszyscy członkowie rodzaju Homo muszą być naszymi przodkami: kilka gatunków mogło żyć – i prawdopodobnie żyło – w tym samym czasie, jak pokazuje poniższa tabela. A niektóre z tych gatunków prawdopodobnie wymarły bezpotomnie, a więc nie są naszymi przodkami:

W rzeczywistości nie jesteśmy pewni, który z wcześniejszych gatunków wyewoluował w Homo sapiens. Homo erectus, ze stosunkowo dużym mózgiem i szeroką dystrybucją geograficzną, może być kandydatem, ale także tego nie jesteśmy pewni. Skamieniałości są rzadkie, ich cechy nakładają się na cechy skamieniałości z innych miejsc i często nie jesteśmy w stanie odróżnić różnych gatunków od zwykłej zmienność lokalizacji geograficznej jednego gatunku – rodzaj zmienności, który czasami jest nazywany „zmiennością rasową”.

Doprowadziło to do tendencji określania każdej nowej skamieniałości jako odrębnego gatunku (kto by chciał po prostu opisać jeszcze jeden okaz H. habilis?), co z kolei prowadziło do zajadłych debat o to, który gatunek jest którym, a potem do Wielkiej Debaty o to „który gatunek jest z linii wiodącej do ludzi współczesnych?”

Niestety, nie możemy jeszcze odpowiedzieć na to ostatnie pytanie, ani na inne, blisko z nim związane: “Kiedy staliśmy się ludźmi?” Moim zdaniem to pytanie jest nonsensowne, ponieważ zależy to od tego, co rozumie się przez „ludzi”. Jeśli chodzi o cechy czysto fizyczne, to możemy, przynajmniej w zasadzie, określić taki punkt czasowy, chociaż same cechy są wybierane arbitralnie. Jeśli chodzi o cechy umysłowe lub o zachowanie, jest to jeszcze trudniejsze, bo takie rzeczy nie stają się skamieniałościami. Czasami jednak możemy znaleźć przypadki zrytualizowanego zachowania, jak w pogrzebach ciał neandertalczyków i namaszczaniu szkieletów ochrą. Czy to czyniło nas ludźmi? Czy też była to mowa, coś niezmiernie trudnego do odkrycia w skamieniałościach? Czy też była to złożoność poznania lub rozwój „postawy intencjonalnej”, coś niemal niemożliwego do odczytania z szkieletów?

W każdym razie opisano nowy gatunek hominina, H. naledi, w nowym artykule (odnośnik poniżej) w eLife. Napisał go Lee Berger i in. (“i in.” to około 60 autorów!) i opisują oni kolekcję 15 szkieletów odkrytych razem w jaskini w Afryce Południowej. Jest to niezwykle kompletna kolekcja szkieletów i artykuł ten omawia zarówno BBC, jak „New York Times”. To, co wkładam poniżej, jest głównie wydestylowane z tych drugorzędowych źródeł, chociaż czytałem także sam artykuł.

Przede wszystkim, jest godne uwagi, że jest tam tak wiele szkieletów, co – w odróżnieniu od wielu skamieniałości homininów znajdowanych jako części czaszki lub innych kości – pozwoliło autorom na zestawienie pełnego obrazu cech szkieletowych gatunku. Oto kilka pozostałości na zdjęciu Johna Hawksa z witryny BBC:

Dlaczego jest to uważane za nowy gatunek hominina? No cóż, jest to mozaika cech prymitywnych i zaawansowanych, jak autorzy sami piszą w artykule:

H. naledi przedstawia jeszcze inną kombinację cech. Ten gatunek łączy rozmiar i postać ciała, podobnego do ludzkiego, z mózgiem rozmiarów australopiteka; cechy ramion i ręki dobrze nadające się do wspinania z podobną do ludzkiej dłonią i nadgarstkiem zaadaptowanymi do manipulacji; mechanikę bioder podobną do australopiteka z podobnymi do człowieka adaptacjami stopy i dolnych kończyn; drobne uzębienie z prymitywnymi proporcjami zębowymi.

Jak stary jest ten gatunek? Nie wiemy. Podano wiek jaskini i może ona liczyć 3 miliony lat. Autorzy mówią też, że te skamieniałości mogą liczyć 3 miliony lat, wyprzedzając najwcześniejszy opisany gatunek Homo – H. habilis – o niemal milion lat. Ale to jest wiek jaskini, nie zaś skamieniałości. Skamieniałości mogą liczyć dwa miliony, milion lub nawet 500 tysięcy lat. (H. floresiensis, “hobbit”, który miał około metra wzrostu, malutki mózg i całkowicie nienowoczesny szkielet, żył zaledwie 12 tysięcy lat temu!)

Podobnie jak australopiteki, H. naledi miał bardzo małą czaszkę, ale w zasadzie nowoczesny szkielet. Dlaczego nie jest to australopitek? Głównie dlatego, że ma większy mózg (o około 25%), jego zęby trzonowe są bardzo małe (australopiteki miały duże zęby trzonowe) i są w jego czaszce cechy, które łączą go z H. erectus. Wiele z tych cech nadal jednak wchodzi w zestaw cech australopiteków. Tutaj jest kilka dodatkowych rysunków z BBC, pokazujących cechy „nowoczesne” pomieszane z prymitywnymi:

Zakrzywione palce mogą sugerować, że ten gatunek był częściowo leśny, tj. że nadal chodził po drzewach:

Kształt stopy sugeruje jednak, że gatunek był, przynajmniej w dużej mierze, dwunożny, co jest cechą nowoczesną. (Australopiteki także były dwunożne, jak wiemy z odcisków stóp z Laetoli).

Przejdźmy więc do trzech dużych pytań. Na dwa z nich odpowiedziano błędnie w tytule artykułu w “New York Times piece”: “New species of human ancestor is found in a South African cave” [W południowoafrykańskiej jaskini znaleziono nowy gatunek ludzkiego przodka] To jest złe dziennikarstwo: nie mamy pojęcia, czy H. naledi był z linii wiodącej do  H. sapiens. Znaczy to, że nie możemy powiedzieć z pewnością, iż był jednym z naszych przodków. Wszystko, co możemy powiedzieć, to, że był spokrewniony z naszymi przodkami. Po drugie, nie wiemy na pewno, że jest to nowy gatunek, bo jest to kwestia oceny. Spójrzmy jednak na to głębiej.

Czy H. naledi jest nowym gatunkiem? Biolodzy ewolucyjni definiują “gatunek” jako grupę jednostek lub populacje oddzielone od innych takich grup izolującą barierą reprodukcyjną, która nie pozwala im na udaną wymianę genów. Ponieważ nie wiemy tego o tych skamieniałych homininach (choć wiemy w sprawie neandertalczycy kontra H. sapiens, którzy wyraźnie wymieniali geny, a więc należą do tego samego gatunku), na ogół czynimy takie osądy wyłącznie na podstawach morfologicznych: czy gatunek wygląda inaczej niż inne opisane gatunki homininów? Według oceny autorów opartej na wielu szkieletach i fragmentach, jakie znaleźli, wygląda inaczej, a więc dali mu nową nazwę.

To jednak nie przekonuje mnie w pełni, bo różnice są niewielkie i, jak piszą autorzy, wiele cech przypomina H. habilis lub wczesnego H. erectus. Fakt, że mogą być różnice w pewnych cechach nie przekonuje mnie, że to jest nowy gatunek, bo może to być po prostu geograficznie zlokalizowana odmiana – być może nawet pokrewna genetycznie grupa – gatunku, który już został opisany. Sądzę więc, że nadawanie nowej nazwy jest nieco przedwczesne. Niespecjalnie mnie to jednak martwi. Ważniejsze jest ustalenie daty tych skamieniałości, bo jeśli naprawdę mają 3 miliony lat, to z pewnością bardzo przesunęłoby to do tyłu powstanie rodzaju Homo.

Czy H. naledi jest naszym przodkiem? Jak powiedziałem powyżej, nie mamy najmniejszego pojęcia. Żaden dziennikarz nie powinien twierdzić, że jest to linia prowadząca do ludzi współczesnych.

Czy H. naledi praktykowali rytualne pogrzeby? To wydaje się bardziej prawdopodobne, ponieważ wszystkie szkielety były zgromadzone razem, chociaż nie widzę żadnej oznaki, że były w tej praktyce jakieś zabobony. Być może składali zwłoki z dala od żywych, by uniknąć odoru. A nawet jeśli kładli zmarłych razem (nawiasem mówiąc, wśród tych zmarłych były homininy w rozmaitym wieku) nie mówi to wiele o ich mentalności poza faktem, że uznawali zmarłych za różnych od żywych. Jest więc również przedwczesne mówienie, że to było „ludzkie”, jak gdyby mieli władze umysłowe lub duchowość przypominające ludzi współczesnych. Wypowiedź Lee Bergera, która pojawia się w doniesieniu BBC, wydaje mi się więc właściwie bezsensowna, bo „czym jest bycie człowiekiem” zależy całkowicie od tego, co rozumiesz przez „człowieka”:

Prof. Berger wierzy, że odkrycie stworzenia, które ma taką mieszankę cech nowoczesnych i prymitywnych, powinno spowodować, że naukowcy zrewidują definicję tego, czym jest bycie człowiekiem – do tego stopnia, że sam ociąga się z opisaniem naledi jako ludzi.

Nie wiem nawet, czy naukowcy mają zgodny pogląd na to „czym jest bycie człowiekiem”!

Nie zamierzam krytykować tej pracy, bo opis tego skarbca szkieletów jest niezwykły i analiza oraz opis różnic w stosunku do istniejących gatunków jest bardzo dobra. Tym, co krytykuję, są w zasadzie relacje prasowe o tym znalezisku, ale także gotowość badaczy do dania tej grupie nazwy nowego gatunku, kiedy nie znamy nawet jej wieku i kiedy może to być po prostu geograficzna odmiana istniejącego gatunku – coś, co byłoby jaśniejsze, gdybyśmy mieli datę! Ale nie jestem specjalistą ewolucji człowieka i mogłem czegoś nie zrozumieć lub przedstawić błędną opinię. Jak zwykle, jestem gotowy na zmianę zdania, jeśli pobłądziłem. Na razie jednak: caveat lector.

Why Evolution Is True, 10 września 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Polskie tłumaczenie ukazuje się równolegle w Listach z naszego sadu

Myszy z wszczepionym ludzkim DNA mają większe mózgi

Autor: Ed Yong

Od około 5 do 7 milionów lat ewolucji dzieli nas od naszych najbliższych krewnych – szympansów. Przez ten czas nasze ciała znacznie rozwinęły się, podobnie jak umiejętności umysłowe jakie posiadamy. Stworzyliśmy język mówiony i pisany, matematykę i zaawansowane technologie – między innymi urządzenia, które mogą sekwencjonować nasz genom. Dzięki nim odkryto, że genetyczny dystans między nami, a szympansami, jest subtelniejszy niż myślano: dzielimy z naszymi kuzynami około 96 do 99 % DNA.

Niektóre obszary naszego genomu wyewoluowały ze szczególną prędkością, szybko kumulując mutacje odróżniające je od ich odpowiedników u szympansów. Można znaleźć te regiony porównując różne ssaki i szukając odcinków, które są zawsze takie same, z wyjątkiem tych występujących u ludzi. Naukowcy zaczęli identyfikować te „przyspieszone u ludzi regiony” (z języka angielskiego HAR- humanaccelerated regions), jakąś dekadę temu. Wiele z nich okazało się sekwencjami wzmacniającymi, które same w sobie nie wchodzą w skład genu, lecz kontrolują aktywność poszczególnych genów, dając im sygnał kiedy i gdzie działać. Są raczej czymś w rodzaju trenera niż samego zawodnika.

Skłania to do myślenia, że te szybko ewoluujące wzmacniacze dyrygując naszymi genami doprowadziły do ewolucji najbardziej charakterystycznych cech naszego gatunku. Między innymi do powstania przeciwstawnego kciuka i wyjątkowo dużego mózgu. Istnieją na to dowody. Jeden z obszarów HAR kontroluje aktywność genów w części ręki, która posiada zawiązki kciuka. Wiele innych możemy odnaleźć  w pobliżu genów zaangażowanych w rozwój mózgu, a co najmniej dwaaktywne podczas jego wzrostu. Dotychczas zebrano wiele nieodpartych dowodów, lecz pozostaje pytanie – co właściwie te sekwencje robią?

By znaleźć odpowiedź J. Lomax Boyd z Uniwersytetu Duke’a przeanalizował listę obszarów HAR w poszukiwaniu tych, które są prawdopodobnie wzmacniaczami. Wytypowano obszar HARE5. Został on zidentyfikowany, ale właściwie nigdy nie był dokładnie przebadany. Podejrzewano tylko, że bierze udział w kontroli aktywności genów zaangażowanych w rozwój mózgu. Ludzka wersja różni się od szympansiej tylko 16 „literami” DNA. Jednak okazało się, że te 16 zmian stanowi wielką różnicę.

Boyd i współpracownicy wprowadzili ludzką i szympansią wersję HARE5 do organizmów dwóch oddzielnych grup myszy. Dodatkowo, by oznaczyć omawiany wzmacniacz, zastosowali niebieski barwnik. Gdy zespół badał zarodki rozwijających się zwierząt, zaobserwował, że poszczególne części ciała gryzoni stają się niebieskie. Były to fragmenty, w których HARE5 przejawiały aktywność –obszary, gdzie doszło do działania wzmacniaczy.

Embrion myszy

W dziewiątym dniu życia zarodki myszy zaczynają budować swój mózg, niewiele później zaczynają działać HARE5. Badacze zauważyli, że ludzka wersja tych obszarów jest znacznie bardziej aktywna od tej występującej u szympansów.Owocuje to większym mózgiem i nieco szybszym startem.

HARE5 wydaje się szczególnie aktywny w komórkach macierzystych produkujących mózgowe neurony. Ludzka wersja tego wzmacniacza przyczynia się do szybszego podziału komórek macierzystych – dzielą się w ciągu zaledwie 9 godzin, w porównaniu z normalnym tempem podziału, który trwa 12. Tak więc w danym okresie czasu, myszy z ludzkim HARE5 wytworzyły więcej macierzystych komórek nerwowych, niż te posiadające wersję szympansią. W rezultacie miały większą liczbę neuronów.

A co za tym idzie, rozwinęły większe mózgi. Różnica w wielkości doszła do 12% w porównaniu do ich odpowiedników z drugiej grupy. „Nie spodziewaliśmy się aż tak dramatycznej różnicy” mówi Debra Silver, która przewodniczyła badaniu.

“Nasze odkrycie jako jedne z pierwszych badań potwierdza czynnościowy wpływ jednego z podanych obszarów HAR” dodaje. „Pokazuje jak zaledwie kilka zmian w naszym DNA może w znacznym stopniu wpływać na sposób rozwoju mózgu. Testy przeprowadzaliśmy tylko na myszach więc nie jesteśmy w stanie stwierdzić czy podobne rezultaty wystąpiłyby u ludzi. Istnieją jednak silne dowody wskazujące na to, że jest to ze sobą powiązane.”

„Jestem podekscytowana tym, że ludzie zajęli się badaniem tego problemu (obszarów HAR) i dowiadują się do czego one służą,” mówi Katherine Pollard z Instytutu Gladstone’a, będąca jedną z pierwszych badaczek, wśród naukowców którzy zidentyfikowali omawiane sekwencje. „ Naprawdę trudno było dowiedzieć się, co do licha te fragmenty robią. Badanie każdego trwa latami. Ci ludzie, pokazując zmiany w cyklu komórkowym i w wielkości mózgu, zrobili więcej niż cała reszta.”

„Myszy wykorzystano bardzo mądrze, pozwoliło to na ujawnienie  różnic między ludźmi a szympansami” twierdzi Arnold Kriegsteinz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. „Różnica w wielkości mózgu nie jest kolosalna, jednak idzie to we właściwym kierunku”.

Nie przekonuje to Eddy’egoRubin’a z Joint Genome Institute w Stanach Zjednoczonych. Jego troskę budzi fakt, że metody stosowane przez zespół mogły obarczyć myszy wieloma kopiami HARE5 umieszczonymi w różnych obszarach ich genomu. W rezultacie nie można być do końca pewnym, czy różnice pomiędzy dwiema badanymi grupami gryzoni powstały właśnie wskutek takiego przebiegu sprawy, czy też ich przyczyną jest wspominane 16 sekwencji wzmacniających różniących ludzi od szympansów. „To rzuca znaczny cień na wyciągnięte wnioski” mówi Rubin. „Jest to interesujące badanie poruszające ważne kwestie, jednak wyniki powinny być przyjmowane z przymrużeniem oka.”

Zespół Silver nadal kontynuuje badania nad HARE5. Teraz gdy myszy osiągnęły wiek dorosły, można przeprowadzić testy pokazujące, czy osobniki z większymi mózgami zachowują się inaczej. Jest to bardzo istotne. Nie zawsze większy mózg idzie w parze ze zwiększoną inteligencją. Naukowcy przyglądają się również kilku innym sekwencjom wzmacniającym. Na przykład jedna z nich prawdopodobnie kontroluje geny wpływające na wzrost neuronów.

“Myślę, że HARE5 to tylko wierzchołek góry lodowej,” twierdzi Silver. „Prawdopodobnie jest to jeden z wielu regionów, które wyjaśniają dlaczego nasze mózgi są większe od szympansich. Teraz, gdy wstępnie mamy już próbny wzorzec, możemy rozpocząć poszukiwania pozostałych wzmacniaczy.”

Not Exactly Rocket Science, 19 luty 2015

Tłumaczenie: Justyna Trawińska

Polskie tłumaczenie ukazuje się równolegle w Listach z naszego sadu.

Jest tuż za tobą! Czy to duch, czy robot?

Autor: Ed Yong

Ktoś był tuż za nią. Była tego pewna. Wyczuwalne zło: zawsze jakaś postać i zawsze po jej prawej stronie. Gdy tylko się odwracała, już jej nie było.

To był 2006 rok. Kobieta przebywała w Szpitalu Uniwersyteckim w Genewie oczekując na operację usunięcia części mózgu odpowiadającej za ataki padaczki. Zespół chirurgów, pod kierunkiem neurologa Olafa Blanke, przygotowywał kobietę do operacji poddając jej mózg elektrostymulacji. Zabieg był wykonywany w celu zidentyfikowania wszystkich ważnych obszarów mózgu, które miały zostać zachowane. Gdy w pewnym momencie stymulowano  okolicę lewego skrzyżowania skroniowo-ciemieniowego, pacjentka poczuła obecność niepokojącej zjawy znajdującej się tuż za nią.

Obejrzała się, a kiedy Blanke zapytał dlaczego, powiedziała, że wyczuwała jakiś milczący i nieruchomy „cień” tuż za plecami. Sytuacja powtarzała się za każdym razem kiedy zespół lekarzy pobudzał ten sam obszar mózgu. „To było na tyle realistyczne” opowiada Blanke „że nie mogliśmy jej przekonać, że te zjawy w rzeczywistości nie istniały.”

Ten rodzaj uczucia to nie jest nowość. Od niepamiętnych czasów ludzie opowiadają historie o duchach i innych upiorach, których obecność wyczuwamy lecz nie możemy ich zobaczyć. Alpiniści często mówią o dziwnym wrażeniu, że ktoś cały czas za nimi podąża.Wielu ludzi cierpiących na neurologiczne lub psychiczne schorzenia również donosi o występowaniu u nich podobnych odczuć. Blanke miał do czynienia z tego rodzaju przypadłością podczas pracy ze swoimi pacjentami. Istniała jednak jedna zasadnicza różnica: teraz mógł to kontrolować włączając i wyłączając stymulację.

Jego współpracownicy poprosili kobietę, by ta zmieniała pozycje. Raz leżała płasko na łóżku, innym razem siedziała obejmując kolana. W każdym z tych przypadków zjawa przybierała tę samą pozycję. To był klucz do całej sprawy. Blanke podejrzewał, że mózg pacjentki w jakiś sposób zaburzał poczucie jej własnego „ja”.

Jest to dość dziwna koncepcja. Gdy to czytasz, wiesz, że jesteś w swoim własnym ciele – uczucie tak zakorzenione w nas, aż wydaje się, że stwierdzanie tego faktu jest zbędne, a wręcz niedorzeczne. Okazuje się jednak, że twój mózg bezustannie buduje  poczucie własności swojego ciała i że to pozornie, na stałe do nas podłączone wrażenie, jest w rzeczywistości dość ulotne. Naukowcy mogą w łatwy sposób zakłócić je poprzez zastosowanie prostej iluzji,która przekonuje ludzi, że zamienili swoje ciało z ciałem partnera lub doznają uczucia przebywania poza swoim ciałem. Blanke zaczął się zastanawiać czy jest w stanie stworzyć iluzję, która u zdrowych pacjentów wywoła wrażenie obecności ducha w ich pobliżu.

Razem z Giulio Rognini, inżynierem biomedycznym z EPFL w Szwajcarii, który zbudował układ składający się z dwóch robotów – przewodnika siedzącego naprzeciw wolontariusza biorącego udział w badaniu i podległego mu robota siedzącego z tyłu. Gdy wyciągniesz prawą rękę z palcem wskazującym w stronę maszyny przewodniczącej i zaczniesz nią poruszać, wzór tego ruchu zostaje wysłany do urządzenia podporządkowanego, które „dotknie”twoich pleców używając tego samego nacisku, czasu i wzoru ruchowego. W tym samym czasie robot przewodnik również reaguje, dotykając odpowiednio opuszka twojego palca. W rezultacie masz wrażenie jakbyś pomimo ręki wyciągniętej do przodu dotykał swoich własnych pleców.

To jest świetna sztuczka. Prawdziwa zabawa zaczęła się jednak dopiero, gdy zespół dodał małe- półsekundowe opóźnienie między emisją sygnału jaki dostał przewodnik, a tym jaki wykonywał na twoich plecach robot podporządkowany.

Nieoczekiwanie, pięciu ochotników biorących udział w eksperymencie poczuło, że ktoś jeszcze znajduje się w pomieszczeniu, stoi za nimi i ich dotyka – to samo uczucie jakiego doznała pacjentka doktora Blanke. Po raz pierwszy udało się odtworzyć ten rodzaj uczucia w warunkach laboratoryjnych.

Robot kreujący iluzję.

Można oczywiście argumentować, że faktycznie ktoś stał za uczestnikami badania i ich dotykał – robot podporządkowany. Jednak wszyscy badani widzieli jak ustawione są roboty i zdawali sobie sprawę z ich istnienia. Nie miało to jednak dla nich znaczenia. Byli szczerze i głęboko przekonani, że w rzeczywistości był tam jeszcze ktoś, kto dotykał ich pleców. Było to odmienne uczucie od tego, które udało się uzyskać,w przypadku pełnej czasowej synchronizacji skonfigurowanych robotów.

Rozbieżności w informacjach czuciowych i ruchowych dochodzących do mózgu, powodują w naszej głowie zamieszanie. Gdy pukniemy się w pierś, jesteśmy w stanie poczuć  ruch w stawach naszej dłoni, widzimy nasz palec uderzający w mostek, czujemy jak dotyka klatki  piersiowej i odwrotnie. Wszystko się zgadza. Mamy pewność, że znajdujemy się we własnym ciele. Gdy te wszystkie informacje nie są dokładnie dopasowane, nasz mózg koryguje postrzeganie  rzeczywistości, by wytłumaczyć powstałe niezgodności. Zaczynamy się wtedy zastanawiać, czy aby na pewno znajdujemy się w naszym ciele. Może tak naprawdę stoimy obok.

Blanke podejrzewa, że właśnie to spotkało ochotników, gdy poddali się złudzeniu, Ich mózgi wykreowały dwa obrazy ich ciała: silny, ciała znajdującego się w normalnym miejscu oraz słabszy, stojącego za nimi. Częściowo doszło tu do doznania uczucia przebywania poza ciałem.

Zespół znalazł potwierdzenie tej teorii. Poproszono ochotników, by ci wyobrazili sobie, że rzucają piłką w ścianę znajdującą się naprzeciwko. Mieli za zadanie przytrzymywać przycisk tak długo jak długo piłka znajduje się w powietrzu. Przy pomocy tych prostych środków można było wywnioskować gdzie badani sądzili, że są. Przytrzymywali przycisk dłużej ponieważ intuicja podpowiadała im, że znajdują się w dalszej – tylnej części pokoju. Rzeczywiście ci, którzy czuli czyjąś obecność w pomieszczeniu przytrzymywali przycisk dłużej od tych, którzy tego wrażenia nie mieli.

Blanke chce teraz dodatkowo przeskanować mózgi ochotników, by zobaczyć kiedy dochodzi do tego, że poddają się iluzji. Po przebadaniu 12 pacjentów z uszkodzeniami mózgu, notorycznie odczuwających czyjąś obecność w pobliżu, badacz dysponuje już kilkoma wskazówkami przydatnymi w całym tym zamieszaniu. Wszyscy spośród dwunastki mieli uszkodzone trzy te same obszary mózgu: wyspę ( w dole bocznym mózgu), korę w płacie czołowo-ciemieniowym, korę w obszarze ciemieniowo-skroniowym. Spośród wymienionych, tylko płat czołowo-ciemieniowy wydaje się szczególnie uszkodzony u osób, które odczuwały czyjąś obecność, w przeciwieństwie do tych, którzy doświadczyli innego typu halucynacji.

To ma sens. Wspomniane obszary mózgu kontrolują nasze ciała poprzez łączenie informacji wysyłanych przez nasze zmysły z odpowiedzią ruchową. Inni naukowcy odnotowali, że osoby ulegające iluzjom związanym z poczuciem własności swojego ciała wykazują silniejszą aktywność w tej właśnie części mózgowia. „Możliwe, że schorzenia tych obszarów mózgu mogą prowadzić do zaburzeń normalnej integracji sygnałów wysyłanych z tymi odbieranymi przez ciało,” twierdzi Henrik Ehrsson z Instytutu Karolinska w Sztokholmie, również zajmujący się problematyką poczucia własności swojego ciała. „Informacja czuciowa gubi się gdzieś w przestrzeni, a to prowadzi do budowania poczucia czyjejś obecności w pobliżu.”

Powstawanie podobnych zaburzeń może być samoistne. Blanke twierdzi, że właśnie dlatego tak wielu alpinistów miało wrażenie, że ktoś za nimi podąża. „Jesteś wycieńczony. W powietrzu jest mało tlenu. Nie widzisz nic poza biało-szarym otoczeniem. Stawiasz na zmianę jedną nogę przed drugą, i tak w kółko,” tłumaczy. “ Twój mózg przechodzi w inny stan świadomości, a ruchy powtarzasz automatycznie jak robot.” Takie sytuacje stwarzają wiele możliwości, by informacje czuciowe wypadły z synchronizacji z tymi odpowiadającymi za ruch.

Bardzo możliwe, że społeczna izolacja lub silny stres mogą prowadzić do podobnych skutków. To tłumaczy dlaczego właśnie osoby samotne lub zatroskane często twierdzą, że widziały ducha. Tak naprawdę nie doświadczają oni sił nadprzyrodzonych. W wyniku zdezorientowania i wprowadzenia w błąd swojego mózgu czują samych siebie, ale z iluzją przesunięcia o kilka metrów za swoje ciało.

Na razie jest to tylko hipoteza. Jest ona jednak możliwa do przebadania w warunkach laboratoryjnych. „Uważamy, że jeśli postawimy badanych na bieżni i doprowadzimy ich do stanu wyczerpania, wzrośnie zdolność do odczuwania przez nich czyjejś obecności” twierdzi Blanke.

Ehrsson dodaje, że choć pojawiające się zjawy były najczęściej anonimowymi “cieniami”, to trzech spośród pacjentów uznało, że to członkowie rodziny stali za nimi. „ Jakie mechanizmy kierują mózgiem, że niezidentyfikowany cień staje się prawdziwą osobą, która posiada swój własny  umysł?” zastanawia się.

Not Exactly Rocket Science, 6 listopada 2014

Tłumaczenie: Justyna Trawińska

Polskie tłumaczenie ukazuje się równolegle w Listach z naszego sadu.

A tu macie link do krótkiego filmiku: Neuroscientists awaken ghosts… hidden in our cortex 

:)

Sposób na samotność ?

Przebywam właśnie drugi tydzień u moich rodziców na wsi. Rodzeństwo wyjechało, tata w delegacji, mama w sanatorium, mój ukochany w Toruniu w naszym wspólnym mieszkaniu. A mnie zżera samotność. Przeglądając ledwo działający internet u Beatrice natrafiłam na ciekawy sposób na samotność. Sytuacja miała miejsce około 3,8 miliarda lat temu.

FirstFriends-01Hehe tak sobie poradziła pierwsza komórka na Ziemii. Ale ja jestem tylko człowiekiem. Hmmm… Tylko? ;)

Udanego dnia i kreatywnej walki z nudą i samotnością :)

Zegar tyka

Lata mijają, zegar tyka, a my nic nie możemy z tym zrobić. Czy aby na pewno?

Dongsheng Cai ze współpracownikami z Albert Einstein College of Medicine w Nowym Jorku zidentyfikowali w podwzgórzu myszy mechanizm kontrolujący procesy starzenia. Manipulując nim badacze byli w stanie zarówno skrócić jak i wydłużyć żywotność zwierząt.

Badane gryzonie podzielono na trzy grupy. W pierwszej grupie aktywowano kompleks białkowy, któremu doświadczalnie przypisano największą rolę w opisywanych procesach. W grupie drugiej kompleks ten hamowano. Trzecia grupa pozostała próbą kontrolną.

Okazało się że myszy z aktywowanymi białkami żyły maksymalnie 900 dni podczas gdy te z zahamowanym kompleksem dożywały nawet 1100 dni. Grupa kontrolna, tak jak przewidywano, przeżywała 600- 1000 dni.

Co więcej, szczęśliwe myszy, którym zahamowano odpowiednie kompleksy białkowe znajdujące się w podwzgórzu, poza wydłużoną żywotnością mogły dłużej cieszyć się sprawnością fizyczną oraz psychiczną.

Oprócz testów na sprawność psychiczną, w których lepiej wypadały te dłużej żyjące,przeprowadzono również badania pośmiertne. Okazało się, że i w tym konkursie wygrały te „długowieczne” gryzonie. Albowiem mimo sędziwego wieku miały wiele fizycznych i chemicznych cech przypisywanych młodszym zwierzętom.

Dalsze badania pokazały, że wzięty pod lupę kompleks białkowy jest powiązany z hormonem – gonadotropiną. Aby zobaczyć, czy można kontrolować długość życia przy użyciu tego hormonu, zespół zbadał grupę myszy w wieku od 20 do 24 miesięcy podając im codzienne przez 5-8 tygodni podskórne iniekcje (zastrzyki) gonadotropiny. Również w tym przypadku gryzonie dłużej cieszyły się życiem.

Zastrzyki z gonadotropiny poza wydłużeniem życia spowodowały również powstawanie nowych neuronów w mózgu. Co więcej, po bezpośredniej iniekcji badanego hormonu do podwzgórza zaobserwowano wpływ gonadotropiny na inne obszary mózgu, którego efektem było cofnięcie niektórych procesów starzenia się.

To, że gonadotropina, a co za tym idzie płodność, jest skorelowana z dłuższym życiem w lepszej formie wiemy już od jakiegoś czasu. Badanie to może być jednak przydatne podczas prób stworzenia leków służących do opóźnienia wystąpienia chorób związanych z wiekiem.

Warto dodać, że u badanych myszy nie zaobserwowano żadnych skutków ubocznych. Sprawa nie jest taka prosta jak się wydaje. Podwzgórze jest swoistym łącznikiem pomiędzy mózgiem a resztą organizmu. Wywiera zatem wpływ na każdą komórkę naszego ciała. Zbytnia ingerencja w zakres jego obowiązków może więc przynieść negatywne skutki.

Nieco więcej na temat tego całego zamieszania wokół gonadotropiny, podwzgórza i procesach starzenia się znajdziecie na stronie New Scientist w artykule Age-defying: Master key of lifespan found in brain.

Mikroglej a choroby mózgu

W marcu wspominałam o nowych odkryciach dotyczących roli gleju w naszym układzie nerwowym Na stronie MedicalXpress  możemy przeczytać o kolejnej dawce informacji na temat tej niepozornej substancji. Otóż Johan Jakobsson i jego koledzy po fachu niedawno opublikowali w Nature Communications wyniki swoich nowych.

„Obecnie naukowcy wiedzą niewiele na temat pracy mikrogleju. Jednak dokładniejsze zrozumienie  tej struktury wzbudza wiele ciekawości i nadziei wśród badaczy mózgu, gdyż może doprowadzić do przyjęcia całkowicie nowych strategii dotyczących rozwoju leków na różne choroby mózgu”, mówi Johan Jakobsson, lider grupy badawczej z Division of Molecular Neurogenetics at Lund University.

Wielkim krokiem w przód jest fakt, iż udało się zidentyfikować odchylenia w strukturze komórek mikrogleju, co umożliwia ich wizualizację i badanie zachowania. Wstawienie luminescencyjnych białek kontrolowanych przez mikroskopijne cząsteczki (mikroRNA-9) w mózgi szczurów i myszy umożliwiło naukowcom odróżnienie mikrogleju i monitorowanie jego pracy.

Od dawna już wiadomo, że mikroglej jest pierwszą linią obrony układu odpornościowego w chorobach mózgu. Jego komórki niczym mała armia poruszają się szybko na swym terenie i wystrzeliwują salwę cząsteczek, które chronią komórki nerwowe i doprowadzają do porządku pole bitwy pozbywając się uszkodzonych tkanek.

Nowe badania sugerują również, że mikroglej nie tylko stoi na straży komórek nerwowych, ale także odgrywa ważną rolę w pełnieniu przez nie podstawowych funkcji. „Jest to prawdziwy krok naprzód w rozwoju technologicznym. Teraz możemy zobaczyć mikroglej w sposób, na jaki wcześniej nie mogliśmy sobie pozwolić. Wraz z kolegami mamy nadzieję, że będziemy w stanie użyć tej techniki do badania roli, jaką odgrywają te komórki w modelach różnych chorób , na przykład choroby Parkinsona czy też udaru, gdzie prawdopodobnie mikroglej pełni istotną funkcję „, wyjaśnia Johan Jakobsson.