Dişilerdeki hormon döngüsünün, sonuçların doğruluğunu etkileyebilecek davranışsal varyasyonlara yol açabileceği endişesi nedeniyle, sinirbilim araştırmalarında erkek fareler dişi farelere tercih edilmektedir. Ancak Harvard Tıp Okulu’nun yeni araştırması, bu endişenin pek çok deneyde yer almayabileceğini gösteriyor.
Araştırma bulguları, dişi farelerin erkek farelere göre daha kararlı keşif davranışına sahip olduğunu ortaya koyuyor.
- Yeni araştırma, hormon döngülerine rağmen dişi farelerin erkek farelere göre daha istikrarlı keşif davranışı gösterdiğini gösteriyor
- Sonuçlar, hormonların insan farelerindeki davranış üzerinde geniş bir etkiye sahip olduğuna dair uzun süredir var olan varsayımı çürütüyor dişi fareler, onları araştırma için daha az uygun hale getiriyor
- Bulgular, dişi farelerin nörobilim ve diğer deneylere dahil edilmesini artırmak için güçlü bir bilimsel kanıt oluşturuyor
Fareler uzun süredir merkezi bir rol oynuyor bilim adamlarının beynin karmaşık iç işleyişi hakkında daha fazla bilgi edinmek için kontrol edebilecekleri ve çalışabilecekleri esnek bir model sağlar. Tarihsel olarak araştırmacılar, kısmen dişilerdeki hormon döngüsünün davranışsal çeşitliliğe yol açarak sonuçların yanlış çıkmasına neden olabileceği endişesinden dolayı, deneylerde erkek fareleri dişi farelere tercih etmişlerdir.
Ancak Harvard Tıp Okulu’ndan (HMS) yapılan yeni araştırma, meydan okumaktadır. bu fikir ve birçok deney için endişenin haklı olmayabileceğini öne sürüyor.
Araştırmaya göre, dişi fareler, devam eden hormonal dalgalanmalara rağmen, erkek akranlarına göre daha kararlı keşif davranışı sergiliyor. Çalışma sonuçları 7 Mart’ta Current Biology dergisinde yayınlandı.
Araştırmacılar, laboratuvar ortamlarında yaygın olarak incelenen bir fare türünü kullanarak, hayvanların açık bir alanı özgürce keşfederken nasıl davrandıklarını analiz ettiler. Hormon döngüsünün davranış üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğunu ve bireysel dişi fareler arasındaki davranış farklılıklarının çok daha büyük olduğunu bulmuşlardır. Ayrıca, hem fareler içinde hem de fareler arasında davranış farklılıkları erkeklerde dişilerden çok daha fazlaydı.
Araştırma ekibi, sonuçların fare araştırmalarına her iki cinsiyeti de dahil etmenin önemini vurguladığını söyledi.
“Bence Bu, doğalcı, spontane keşif davranışı üzerinde çalışıyorsanız, deneylerinize her iki cinsiyeti de dahil etmeniz gerektiğine dair gerçekten güçlü bir kanıttır – ve bu, bu ortamda, üzerinde çalışmak için yalnızca bir cinsiyet seçebiliyorsanız, yapmanız gerektiği argümanına yol açar. Araştırmayı Northeastern Üniversitesi’nden Rebecca Shansky ile birlikte yöneten, HMS’deki Blavatnik Enstitüsü’nde nörobiyoloji profesörü olan Sandeep Robert Datta, “Aslında dişiler üzerinde çalışıyorlar” dedi.
Kemirgenlerden insanlara: Önyargı geçmişi
Nörobilimciler insan beynini daha iyi anlamaya çalışırken, Datta’nın “beynin nasıl çalıştığını anlamak için amiral gemisi omurgalı modeli” olarak gördüğü fareyi rutin olarak fareye yönelirler.
Bunun nedeni, fare ve insan beyni önemli bir paya sahiptir. Bilim adamlarının belirli deneysel soruları ele almak ve insan hastalıklarının modellerini oluşturmak için fare genomunu kolayca manipüle edebilmeleri için yapısal organizasyon ve genetik bilgi miktarı.
“Genler ve nöral devreler arasındaki ilişki hakkında anladığımız şeylerin çoğu ve nöral aktivite ile davranış arasında, fareler üzerindeki temel araştırmalardan geliyor ve fare modelleri, çok çeşitli nörolojik ve psikolojik hastalıklara karşı mücadelemizde büyük olasılıkla gerçekten merkezi araçlar olacak,” dedi Datta.
50 yılı aşkın bir süredir, araştırmacılar deneylerde tercihen erkek fareleri kullandılar ve bu uygulama hiçbir yerde sinirbilimdeki kadar öne çıkmadı. Aslında, 2011’de yapılan bir analiz, erkek fareler üzerinde dişi farelere göre beş kattan fazla tek cinsiyetli nörobilim çalışması olduğunu buldu. Zamanla, bu uygulama kadın beyninin daha az anlaşılmasına neden oldu ve muhtemelen kadınlardaki zihinsel ve nörolojik durumların yanlış teşhisine ve ayrıca kadınlar için daha fazla yan etkisi olan ilaçların geliştirilmesine katkıda bulundu – Shansky tarafından özetlenen sorunlar. 2021 perspektifinde Nature Neuroscience.
Hayvan araştırmalarında yaygın olan cinsiyet temsilindeki eşitsizlik, tarihsel olarak insan deneklerin yer aldığı araştırmalara da yansımıştır.
HMS’de nörobiyoloji alanında araştırma görevlisi olan baş yazar Dana Levy, “Bu önyargı temel bilimde başlıyor, ancak yankıları ilaç geliştirmede yuvarlanıyor ve üretilen ilaçlarda ve ilaçların farklı cinsiyetler için nasıl uygun olduğu konusunda önyargıya yol açıyor” dedi. .Bununla birlikte, bilimsel disiplinleri kapsayan ve sinirbilimi özel olarak inceleyen takip çalışmaları, ilerlemenin yavaş olduğunu göstermektedir.
Bu kadar uzun süredir devam eden önyargının nedenleri, nörobilim karmaşıktır, dedi Datta: “Bunun bir kısmı sadece eski cinsiyetçilik ve bir kısmı da insanların erkek fareler üzerinde o kadar uzun süre çalıştıkları ve bir değişiklik yapmak istemedikleri anlamında muhafazakarlık.”
Yine de Datta, dişi fareleri hariç tutmanın belki de en büyük nedeninin, davranışlarının östrojen ve progesteron gibi hormonlardaki döngüsel varyasyonlardan (östrus olarak bilinen adet döngüsünün kemirgen versiyonu) geniş ölçüde etkilendiğine dair yaygın bir varsayımdan kaynaklandığını söyledi. döngü. Datta ve Levy’ye göre, östrus durumunun farelerde belirli sosyal ve cinsel davranışlar üzerinde güçlü bir etkisi olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, diğer davranışsal bağlamlarda kızgınlık durumunun etkisine ilişkin veriler karıştırılmıştır ve Datta’nın “literatürde gerçek bir anlaşmazlık” olarak adlandırdığı durumla sonuçlanmıştır.
“Östrus döngüsünün ne kadar etkilediğini ölçmek istedik. temel keşif kalıpları,” dedi Datta. “Bizim sorumuz, farenin hormonal durumunda devam eden bu değişikliklerin diğer nöral devreleri araştırmacılar için kafa karıştırıcı bir şekilde etkileyip etkilemediğiydi.”
“Diğer herkes gibi biz de dişileri eklemenin işleri karmaşıklaştıracağını varsaydık. Deneylerimiz,” diye ekledi Levy, “Biz de ‘bunu neden test etmiyoruz’ dedik.”
Varsayımları test ediyoruz
Araştırmacılar, ortak bir laboratuvar faresi türünden genetik olarak özdeş erkek ve dişiler üzerinde çalıştılar. dairesel bir açık alanda – davranışsal nörobilim deneyleri için standart bir laboratuvar düzeni. Uygulamada test, bir fareyi 20 dakika boyunca 5 galonluk bir Home Depot kovasına yerleştirmeyi ve farenin alanı özgürce keşfederken hareketlerini ve davranışlarını 3 boyutlu olarak kaydetmek için bir kamera kullanmayı içeriyordu. Araştırmacılar, kızgınlık durumunu belirlemek için her dişi fareden örnek aldılar ve kova testini aynı bireyle birden çok kez tekrarladılar.
Ekip, videoları daha önce laboratuvar tarafından geliştirilen bir yapay zeka teknolojisi olan MoSeq ile analiz etti. Teknoloji, bir farenin hareketlerini yaklaşık 50 farklı “heceye” veya vücut dili bileşenlerine ayırmak için makine öğrenimi algoritmalarını kullanır: şaha kalkma, duraklama, adım atma veya dönme gibi kısa, tek hareketler. Araştırmacılar, MoSeq ile her oturumda fare davranışının yapısı ve modeli hakkında derinlemesine, yüksek çözünürlüklü veriler topladılar.
Araştırmacılar, kızgınlık durumunun dişi farelerde keşif davranışı üzerinde çok az etkiye sahip olduğunu buldular. Bunun yerine, davranış kalıpları dişi farelerde kızgınlık döngüsü boyunca olduğundan çok daha fazla değişiklik gösterme eğilimindeydi.
“Bana yığınımızdan herhangi bir rastgele video verirseniz, size bunun hangi fare olduğunu söyleyebilirim. Davranış örüntüsü işte bu kadar bireyselleştirilmiştir,” dedi Datta, davranış araştırmalarında “verilerdeki çeşitliliğin baskın bir yönünün, bireylerin incelikle farklı yaşam geçmişlerine sahip olduğu gerçeği olduğunu” öne sürüyor.
Araştırmacılar dişi ve erkek fareleri karşılaştırdılar, onları şaşırtan bir şey buldular: Erkekler de bireysel davranış sergilediler, ancak tek bir farede ve fareler arasında dişilere göre daha fazla davranışsal çeşitlilik vardı.
“İnsanlar şu varsayımda bulunuyorlar: deneyler içinde ve arasında güvenilir karşılaştırmalar yapmak için erkek fareleri kullanabiliriz, ancak verilerimiz dişi farelerin östrus döngüsüne sahip olmalarına rağmen davranış açısından daha kararlı olduklarını gösteriyor” dedi Datta.
Bir vaka değişim için
Bilim adamlarının genellikle dişi fareleri dahil etmenin adalet açısından önemli olduğu konusunda hemfikir olduğunu, ancak bazılarının bunun araştırmalarını karmaşıklaştırabileceğinden endişe duymaya devam ettiğini belirtti. Ona göre, yeni bulgular, deneylerde dişi farelerin kullanılması için güçlü bir bilimsel kanıt oluşturuyor.
“Dişi davranışının daha güvenilir olduğu gerçeği, dişileri dahil etmenin aslında birçok koşulda verilerinizdeki genel değişkenliği azaltabileceğini gösteriyor. ” dedi Datta.
Bulgularına göre Datta laboratuvarındaki araştırmacılar, döngüsel, açık alan testlerini içeren diğer deneylerinde erkek farelerden karma gruplara veya dişi farelere çoktan geçtiler.
{5 }Datta, çalışmanın bir laboratuvar kurulumunda yalnızca bir fare suşunu incelediği ve bu nedenle sonuçların daha fazla test yapılmadan diğer suşlara ve düzeneklere genellenemeyeceği konusunda uyardı. Bununla birlikte, potansiyel bir ilacın fare hareketini nasıl etkilediğini test etmek için erken aşamadaki ilaç geliştirme çalışmaları da dahil olmak üzere sinirbilim araştırmalarında suşun ve düzeneğin yaygın olarak kullanıldığını belirtti.
Datta, bulguların “uygulanan insanları cesaretlendirmesi gerektiğini” söyledi. analizlerine her iki cinsi de dahil etmek için bu bağlamda ilaç geliştirmeye ilgi duyuyorlar.”
Şimdi, Datta ve Levy, açlık, susuzluk, ağrı ve hastalık gibi hormonal durumun ötesindeki içsel durumların bizi nasıl etkilediğini keşfetmekle ilgileniyorlar. farelerde keşfedici davranış.
“Soru şu ki, mevcut içsel durumunuz ile bireysel kimliğiniz arasındaki bu çekişmeyi kim kazanır,” diye açıkladı Levy.
Ayrıca araştırmak istiyorlar çalışmada gördükleri fare davranışının bireyselliğinin nöral temeline daha derine indiler.
“Bireyler arasında ne kadar istikrarlı varyasyon gözlemlediğimiz beni şok etti – sanki bu fareler gerçekten bireylermiş gibi,” dedi Datta. .Peki, bu bireyselleştirilmiş davranış kalıplarını kontrol eden nedir?”
“Bireyselliğin mekanizmalarını anlamak istiyoruz: bireyler arasındaki değişkenlik nasıl ortaya çıkıyor, bu değişkenlik davranışı nasıl etkiliyor, onu ne değiştirebilir ve hangi beyin bölgeleri destekliyor? Levy ekledi.
Bu amaçla, Datta laboratuvarı, bireyselleştirilmiş davranış kalıplarının gelişim sırasında nasıl ortaya çıkıp kristalleştiğini ve bunların yaşam boyunca nasıl değiştiğini anlamak için doğumdan ölüme kadar fare davranışını inceliyor.
Araştırmacılar ayrıca, çalışmalarının karmaşık görevleri tamamlamak gibi diğer bağlamlarda kızgınlık döngüsünün fare davranışını etkileyip etkilemediği ve nasıl etkilediği konusunda daha titiz, nicel araştırmalara kapı açacağını umuyor.
“Bu, bilimimizi yürütme ve tasarlama şeklimizi etkileyen varsayımların bazen sadece varsayımlar olduğunun çok ilginç bir örneği ve bunları doğrudan test etmek önemlidir, çünkü bazen doğru değildirler,” dedi Levy.
Referans : “Fare kendiliğinden davranışı kızgınlık durumundan çok bireysel varyasyonu etkiler” yazan Dana Rubi Levy, Nigel Hunter, Sherry Lin, Emma Marie Robinson, Winthrop Gillis, Eli Benjamin Conlin, Rockwell Anyoha, Rebecca M. Shansky ve Sandeep Robert Datta, 7 Mart 2023, Current Biology.{ 3} DOI: 10.1016/j.cub.2023.02.035
Ek yazarlar arasında HMS’den Nigel Hunter, Sherry Lin, Emma Robinson, Winthrop Gillis, Eli Conlin ve Rockwell Anyoha yer alır.{ 1}
Araştırma, NIH tarafından desteklenmiştir (U19NS113201; RF1AG073625; R01NS114020), Brain Research Foundation, the Simons Collaboration on the Global Brain, the Simons Collaboration for Plasticity in the Ageing Brain, the Human Frontier Science Program ve the Zuckerman STEM Leadership Program.
Datta, bilimsel MoSeq teknolojisine lisans veren Neumora, Inc. ve Gilgamesh Pharmaceuticals’ın danışma kurulları.
.