Mormanul de așternuturi de bumbac și hamster se ridică și cade constant, de parcă cele două pete de pradă aglomerate mai jos respiră la unison. În sălbăticie, aceste „cartofi prăjiți ai prafului” ar avea norocul să se bucure de câteva luni de compania unui partener: dimensiunea lor gustabilă îi face populari cu nevăstuiele, șoimii și șerpii. Dar aici, în cuștile de reproducție de la Centrul Național de Cercetare Primăria Yerkes din Atlanta, cei care se pot aștepta la doi sau trei ani de conviețuire binecuvântătoare, aruncând gunoiul în proporție de o lună.
Continut Asemanator
- Acesta este creierul tău asupra părinției
„Viața este bună”, spune Larry Young, un cercetător de la Yerkes, care studiază degeaba de aproape două decenii. „Au o pereche. Materiale de cuibărit. Fără paraziți. Toată mâncarea de iepure pe care și-au dorit-o.
Voles poate arăta ca pompele animate, cu ochi strălucitori, atenți pentru tine și pentru mine, dar Young și colegii săi îi văd ca fiind cheia pentru a înțelege unele dintre cele mai tandre și misterioase impulsuri ale omenirii: de ce avem grijă de partenerii noștri, de copilașii noștri, chiar de jale. morții noștri. Cuvântul „vole” este, până la urmă, un anagramă pentru „dragoste”.
„Munca mea este centrată în jurul acestei întrebări centrale: de ce interacționăm cu ceilalți așa cum facem?”, Spune Young. Răspunsul, în opinia sa, se rezumă aproape întotdeauna la neurochimie, dar nu este un subiect ușor de studiat. Oamenii de știință nu pot altera prea mult creierul oamenilor sau al altor primate vii, iar cei morți nu prea folosesc. Multe investigații moleculare ale minții s-au concentrat, în bine sau în rău, pe șoarecele alb de laborator, însă Young respinge acest model animal ca „un sac de mutații.” După un secol de consangerație pentru cercetarea medicală, este mult prea îndepărtat de natură. .
Voleul este strâns legat de luciu și seamănă cu un hamster. (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Spre deosebire de 97 la sută dintre mamifere, măturile sunt monogame, formând legături care durează mult după împerechere (adesea pe viață, deși una scurtă). (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Un voleu de praie masculină este lipit de partenerul său feminin, petrecând peste 60 la sută din timpul său în cuib cu puii. (Todd Ahern) 
Larry Young studiază degeaba timp de aproape două decenii. Lucrările anterioare au investigat modul în care genele conduc comportamentul în șopârlele de whiptail. (Curtoazie a lui Larry Young) 
Studiind mole, Larry Young a aflat că doar o mână de molecule ne orchestrează interacțiunile sociale. (Curtoazie Larry Young) 
Volii de pradă cuibăresc în mod obișnuit în mormintele subterane. Acestea agrafează iarba la suprafață pentru a crea o rețea de trasee cu o lungime de doi centimetri și o lungime de până la 80 de metri. (Yva Momatiuk Și John Eastcott) 
Volii de pradă trăiesc în habitate ierboase cu sol uscat. Pământul abundent este un plus; voli-l folosesc pentru a-și ascunde rețeaua de trasee. (Yva Momatiuk și John Eastcott) Voleul, strâns legat de lemne și asemănătoare cu hamsterii, este un subiect experimental mult mai nou: Primele volete de pradă concepute pentru a deține gene dintr-o altă specie au venit pe scena abia în 2009. (Au strălucit verde, deoarece au fost etichetate cu o proteină fluorescentă de meduză. menit să semnaleze vizual faptul că transferul ADN-ului a funcționat.) În 2012, oamenii de știință au citit pentru prima dată ADN-ul în cartea de instrucțiuni genetice sau în genom. Și deși, în unele moduri, rozătoarea este o bruscă sâmburi ca oricare altul, uneori considerat un dăunător de grădinari, acesta prezintă trăsături sociale pe care le considerăm profund umane.
Cele mai notabile, bolile - spre deosebire de 97 la sută dintre mamifere - sunt monogame, formând legături care durează mult după împerechere (deseori pe viață, deși una scurtă). „Bărbatul și femela se reunesc, bărbatul le curtează pe femeie, astfel încât ea să intre în estru și se împerechează”, explică Young. „Și atunci se întâmplă ceva în perioada în care se împerechează și în orele următoare, astfel încât acele două animale s-au legat și vor să rămână mereu împreună.” În loc să abandoneze bebelușii ulterior spre soartă, bărbații se lipesc pentru a-i crește. . Femeia se așteaptă în mod clar la această urmărire, bătând-o pe tipul ei de gâtul, dacă nu își face partea. Iar atunci când un partener moare, volesii experimentează ceva asemănător cu mâhnirea.
Poate cel mai interesant dintre toate, dintr-o perspectivă științifică, maimuțele de pradă au veri aproape identici numiți fânii de pajiști care nu împărtășesc niciuna dintre proclivitățile lor sociale. Comparând rozătoarele credincioase cu doppelgängers-ul lor promiscu, Young și colegii săi speră să dezvăluie circuitele neuronale din spatele tendințelor monogame ale prairie vole. „Volii de pradă își doresc un contact social, iar pajiștile nu sunt”, spune Young.
Un „cadou extraordinar pentru știință”, este modul în care Thomas Insel, șeful Institutului Național de Sănătate Mintală și un pionier în studiile vole, descrie criticii. „Experimentul a fost deja făcut de natură”, spune el. „Care sunt rezultatele? Ce a fost modificat genetic în creier pentru a obține această diferență de comportament? ”
Pentru a afla, Young folosește un set uimitor de sofisticat de instrumente biomoleculare, de la secvențiere genetică la transcriptomică.
Dar ar putea un animal la fel de umil ca prairul să voleze, recrutat în ultima vreme din câmpia Americii, să aibă într-adevăr secrete de împărtășit despre conundrul uman, cum ar fi infidelitatea, și poate chiar tulburările sociale precum autismul? Absolut, spune Young, care el însuși și-a început viața ca o creatură provincială, s-a născut „la un kilometru pe un drum de mizerie” în țara de nisip și pin din Sylvester, Georgia. (Încă mai ține o cabină acolo, unde urăște studenți absolvenți citați prin skinning și alte practici.) Niciodată nu a auzit despre ADN decât după liceu. O parte din interesul său pentru comportamentul voleu și structura creierului pare să provină din curiozitatea legată de propria sa cale de viață: căsătoria, divorțul, recăsătorirea, cinci copii și o relație de dragoste continuă cu neuroștiința care îl duce departe de rădăcinile sale rurale.
***
Prairie vole a atras atenția științei pentru prima dată în anii 1970, când mamalogul Lowell Getz a lansat un studiu de rutină asupra populației în câmpurile de lucerna și pășunile de albastru aproape de Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, unde a predat la acea vreme. Pentru a scăpa marginea temperaturilor subzero noaptea, el și alți cercetători au ținut uneori pe Jack Daniel în studiul vărsat împreună cu fișele tehnice și alte materiale. Alcoolul a fost destinat consumului propriu al cercetătorilor; Testele de gusturi au arătat că, de fapt, păstăile de pradă, precum lichiorul și whisky-ul diluat, au putut fi, în realitate, momeală bună.
Porumbul crăpat a funcționat suficient de bine în capcane, dar oamenii de știință au observat ceva neobișnuit. Moliile de pradă au apărut frecvent în perechi, adesea un bărbat și o femelă. Uneori, oamenii de știință ar prinde din nou același duo luni după aceea. Aceste cupluri au reprezentat aproximativ 12 la sută din capturile de volei ale pradelor pentru adulți, comparativ cu doar 2 la sută în rândul celorlalte capcane. Pentru a afla ce a urmat, Getz a echipat o duzină de perechi de volei de pradă cu gulere radio în miniatură alimentate cu baterii de aparate auditive. Urmărindu-și mișcările prin iarba densă, el a descoperit că 11 din cele 12 „cupluri” locuiau mai mult sau mai puțin permanent în dens subteran, un comportament aproape necunoscut printre rozătoare. Ambii membri din cel de-al 12-lea cuplu au avut alți parteneri în cuiburi de dragoste separate. Getz a capturat aparent cei doi din mijlocul încercării.
Uluit, și-a dus descoperirile la Sue Carter, un coleg de la Universitatea din Illinois care lucra la endocrinologia hamsterului. Hamsterii de sex feminin se sacrifică de rutină și își mănâncă partenerii lor sexuali. „Asta am crezut că este normal”, își amintește Carter. Era nepregătită pentru atașamentul de la voles față de partenerii lor sau pentru ceea ce s-a dovedit a fi ședințe de împerechere de lungă durată și pasionate („A trebuit să le punem pe video-time lapse. Nimeni nu putea să stea acolo timp de 40 de ore!”).
Dar ce face atașamentul atât de puternic? Cât de exact o pereche își forjează legătura? Carter și alții s-au adăugat în cele din urmă pe oxitocina mesagerului chimic - de asemenea un hormon asociat cu percepția indicilor sociale, nașterea și legătura maternă. Când o femelă din prairie a primit o injecție de oxitocină în creierul ei, s-a îmbrâncit mai mult cu partenerul și a format legături mai puternice. Un alt hormon, vasopresina, legat de teritorialitate, a fost găsit pentru a promova legarea perechilor la bărbați.
Probabil, au propus cercetătorii, evoluția a avut un control asupra circuitelor neuronale bine stabilite. Dacă hormonii responsabili de comportamentul matern la femei și teritorialitatea la bărbați au fost eliberați în timpul sexului, ei ar putea favoriza această legătură de sex masculin-feminin. Sexul Prairie vole, de exemplu, implică o cantitate neobișnuită de stimulare vaginal-cervicală - probabil un comportament adaptat care declanșează eliberarea de oxitocină asociată în mod normal cu nașterea. În loc să se lege cu un copil, femeia se leagă de partenerul ei.
Studiile ulterioare au arătat că, spre deosebire de papițele de pajiște care leagă legăturile, volesele de pradă au receptori de oxitocină și vasopresină în zonele creierului asociate cu recompensă și dependență. Creierul mamei este asigurat pentru a asocia recompensa sexului cu prezența unui partener anume, la fel cum „un dependent învață o asociere cu parafernalia de droguri când ajunge la un nivel ridicat, astfel încât chiar țeava lui de crack devine plăcută”, spune Young. El crede că stilul de împerechere ciudat al oamenilor, care evidențiază caracteristicile fizice unice ale partenerului în momentul recompensei, servește probabil și la cimentarea unei legături plăcute cu un singur individ.
Studiile de legătură de la începutul anilor 90 au intrigat-o pe Young, care descoperise biologia moleculară în colegiu. După ce a absolvit, a făcut cercetări într-un laborator din Texas, studiind șopârlele de bici cu îndoire a genului, ai căror hormoni fluctuați le permit să se schimbe între comportamentul masculin și cel feminin. El a descoperit că le poate schimba comportamentul dramatic, injectându-i cu un hormon sau altul. Când a mers la Yerkes, la Universitatea Emory, a luat diferite tehnici care ar putea de asemenea descifra activitatea genelor. În primul experiment de acest gen în acești criteri, echipa lui Young a pus o genă de prairie vole, care codifică un receptor vasopresin într-un virus, apoi a injectat virusul în centrele de recompensă ale creierului volei de pe lunca. Punctul? Pentru a vedea dacă ADN-ul extraterestru ar modifica comportamentul volei al luncii. A procedat: pe măsură ce animalele au crescut, au început să prezinte comportamente de legare a perechilor. „Am transformat un volei de pajiște într-un prairie, comportamental”, spune el.
Cu mult înainte de a-și începe activitatea de vole, Young a înțeles puterea legăturii de pereche: S-a căsătorit cu dragostea sa de liceu la 18 ani de naștere. Acum, Young înțelege că orice legătură pereche depinde de o suită de gene și substanțe chimice ale creierului, care lucrează probabil alături de oxitocină și vasopresină. Cea mai recentă incursiune a sa se referă la transcriptomie, un domeniu axat pe ARN-ul mesager, materialul genetic responsabil de transferul informațiilor de la ADN-ul unei celule la mașinile sale de fabricare a proteinelor. În timp ce ADN-ul fiecărei celule din corp rămâne același, nivelul proteinelor produse prin traducerea ADN-ului se schimbă de la un minut la altul. Laboratorul lui Young încearcă să urmărească modul în care ARN-ul mesagerului fluctuează pe măsură ce misterioasa pereche de volei este falsificată. Cercetătorii „sacrifică” animalele în diferite etape ale procesului de legare, apoi extrag mARN. Dacă semnalul ARNm indică faptul că genele sunt active în perioada de împerechere în mape de pradă, dar nu și în fânețe, aceste gene devin candidate pentru studiu. „Putem proiecta experimente pentru a manipula acele gene”, spune Young, „și să determinăm dacă sunt implicate.”
De asemenea, el este dornic să se uite la genomul său proaspăt secvențiat, alături de genomul volei de pe lunca, pentru a găsi diferențe demne de investigații suplimentare. Provocarea vine în a face computerele să compare și să contrasteze o cantitate atât de vastă de informații genetice.
„Sunt 50 de ani de muncă în fața noastră și o mulțime de lucruri pe care nu le știm”, spune el.
***
Iată un mic secret murdar: Văi de pradă sunt sociale, dar nu sexual, monogame. Ca și în cazul romanelor umane, legarea perechilor nu exclude ceea ce cercetătorii numesc infidelitate oportunistă, așa cum a demonstrat cel de-al 12-lea cuplu al lui Getz. Această infidelitate înseamnă că mulți bărbați sunt tineri în afara cuibului și pot ajunge, din greșeală, să crească bebelușii altcuiva. (Aproximativ 10 la sută dintre tineri sunt de la un tată care nu este principalul pădurar al mamei lor.) Și la fel ca în bazinul de întâlniri umane, unii bărbați nu se leagă deloc. Acești indivizi sunt cunoscuți ca „rătăcitori”.
Una dintre revendicările lui Young faimă este identificarea unei diferențe genetice între burlacii de carieră și partenerii devotați. Se găsește într-o porțiune a unei gene a receptorilor vasopresinei numită material genetic, repetitiv microsatelit, care pentru o lungă perioadă de timp a fost numită „ADN de gunoi”. Bărbații cu o versiune lungă a microsatelitului sunt perechi de legături superioare, deoarece au mai mulți receptori în anumiți zonele creierului, în timp ce bărbații cu o versiune scurtă ar putea rămâne neatinse.
O variație similară poate să conteze și în rândul oamenilor. Cercetătorii suedezi au genotipizat aproape 2.000 de adulți și i-au întrebat despre relații. Bărbații cu două copii ale unei versiuni specifice a unei gene a receptorilor vasopresinei au fost de două ori mai mari de șanse să raporteze o criză în căsătoria lor în ultimul an decât bărbații cu una sau zero copii. De asemenea, partenerii lor și-au exprimat o satisfacție mai mică. Tânărul nu a analizat propria sa genă: „Nu vreau să știu”, spune el.
Ceea ce dorește să știe este mai mult despre ceea ce face ca pârtiile de pradă să fie diferite unele de altele. Experiențele de viață timpurii pot face diferența? Și această diferență ar putea aduce lumină asupra comportamentului uman și a tulburărilor sociale?
Katie Barrett, o studentă absolvită în laboratorul lui Young, trage de mai multe perechi de mănuși în timp ce mă conduce într-o cameră plină de volane pentru adulți. „Sunt biteriți”, spune ea, printr-o explicație. Volii masculi din cameră, fiecare roaming în arenele cu camere, în locul cuștilor obișnuite, se află în mijlocul unui test de preferințe pentru parteneri, care este baza unei cercetări a voleului. Împreună cu masculul, femelele colorate cu cravate de plastic sunt legate la capetele opuse ale fiecărei arene. O femelă este perechea bărbatului, iar alta este un străin complet. Deși s-ar putea asorta cu amândoi, un bărbat bine legat ar trebui să petreacă mult mai mult timp împletindu-se cu partenerul său. Un program de calculator analizează mișcările micuțului său mămăligă, adăugând minutele.
Barrett a descoperit că bolile izolate de bebeluși izolate de linsul și îngrijirea părinților, o interacțiune cunoscută pentru a stimula producția de oxitocină, au probleme de legare cu viitorii colegi, dar numai dacă bolnavii izolați au și o densitate relativ scăzută de receptorii de oxitocină în zonele de recompensă creier. Ea efectuează teste pentru a afla dacă un medicament care stimulează oxitocina poate proteja viitorul social al animalelor neglijate. „Poți interveni în viață devreme și să te protejezi de acest rezultat?”, Se întreabă Barrett.
Lucrările anterioare au arătat că efectele oxitocinei au fost mai puternice la femei decât la bărbați, dar în testul de astăzi, bărbații tratați ca pui se leagă destul de bine. „Nu mă așteptam la asta”, spune Barrett. Eliberarea de oxitocină din viața timpurie pare să creeze un creier social mai puternic la ambele sexe.
***
Vole-urile și, prin extensie, oxitocina, au început să capteze mai mult imaginațiile, deși rezultatul este uneori o prostie. Există cartea de auto-ajutor Make Love Like a Prairie Vole: Six Steps to Passionate, Plentiful and Sex Monogamous, precum și un parfum numit „Liquid Trust”, un spray sintetic de oxitocină comercializat deopotrivă „single-urilor” și „vânzătorilor”. Desigur, Young subliniază, chiar dacă spray-ul funcționează (și nu spune că așa face), purtătorul ar inspira mult mai mult hormon decât orice potențial țintă: „Cine va ajunge să aibă încredere în cine?” Râde.
Dar unele utilizări umane sunt destul de grave. Unul dintre interesele primare ale lui Young este terapiile cu autism. „Autismul este o tulburare în care nuanțele sociale nu sunt la fel de relevante, copiii nu sunt motivați să interacționeze cu ceilalți și au dificultăți în citirea emoțiilor”, subliniază el. „Toate aceste lucruri sociale, oxitocina pare să stimuleze”. Oxitocina sintetică, administrată prin nas, este folosită în tratamente experimentale legate de autism.
Cu toate acestea, există motive întemeiate să fii prudent cu privire la puterile curative ale oxitocinei. „În opinia mea, nu au existat suficiente date preliminare de la animale”, spune Karen Bales, care studiază legăturile sociale la Universitatea din California, Davis și se teme de consecințele expunerii creierei în dezvoltare la moleculă. Bales și colegii săi au descoperit că expunerea la oxitocină poate inhiba legarea perechilor de viață ulterioară, în special la bolile masculine. Și deși unele lucrări, inclusiv la om, arată că molecula poate ajuta socialitatea, alții constată că efectul depinde de individ și de situație.
„Trebuie să vă feriți de extrapolarea prematură”, spune Insel, de la Institutul Național de Sănătate Mintală. „Vrei să fii foarte atent și să nu presupui că suntem foarte mari, foarte mari vase”
Mai puțin controversată, deocamdată, este munca lui Young în terapia durerii. El și un coleg german au studiat recent ce se întâmplă atunci când volii și partenerii lor de viață devin separați. În testele de stres riguroase, inclusiv cele care au aruncat rozătoarele într-un pahar cu apă, cele care tocmai pierduseră un partener s-au luptat mult mai puțin decât ceilalți. În schimb, pluteau pasiv, fără să pară că le pasă dacă au trăit sau au murit. În unele moduri, simptomele lor semănau cu depresia. „Atunci când animalele formează această legătură pereche, devin dependenți de acel partener, iar atunci când își pierd partenerul este aproape ca o retragere dintr-un medicament”, explică Young. „Este o consecință inadaptativă a unui lucru util în mod evolutiv. Este boala iubirii. ”
Când cercetătorii au disecat creierul animalelor aflate în deșert, au descoperit niveluri ridicate ale unui produs chimic numit factor de eliberare a corticotropinei sau CRF. În cazul în care receptorii chimici ai animalelor de deșeuri erau blocate, bolile s-au comportat normal, luptându-se aprig pentru viață. „Ne ajută să înțelegem neurocircuitul care poate fi implicat în depresie în general”, spune Young.
El cunoaște în primul rând durerea despărțirii. În urmă cu aproximativ un deceniu, prima sa soție, partenerul său încă de la liceu, l-a părăsit, luându-și cei trei copii cu ea. De luni de zile a plutit într-un pahar metaforic. „Am locuit într-o casă fără mobilă”, spune el. „Am dormit pe o saltea pentru un copil mic. Mi-am dat seama de consecințele care se întâmplă când pierzi pe cineva pe care îl iubești, pentru că am trecut prin asta. În momentul în care treceți prin asta, nu vă gândiți la experimente și lucruri - aceste îndemnuri și impulsuri se întâmplă doar. "
Tânărul și-a recuperat impulsul. El a fondat recent Centrul pentru neuroștiință socială translațională la Emory, care se concentrează pe modul în care cercetarea de bază a animalelor poate informa noi tratamente pentru tulburările sociale umane și a convocat o întâlnire internațională pentru cercetătorii volei. O hartă a lumii de pe peretele biroului său evidențiază cât de departe a călătorit de pe „drumul de murdărie” al lui Sylvester. Într-o călătorie în Madcărcar, el și alți cercetători au colectat probe de creier din două specii de plover strâns legate, un alt animal cu „ dragoste ”în numele său. O specie este monogamă, iar cealaltă nu. Tinerii speră să-și compare cablurile neuronale cu cele ale bolilor.
Poate cel mai semnificativ, el s-a legat din nou de această dată cu un alt neuroștiințific. În timpul mesei, el și partenerul său discută despre punctele mai fine ale hormonului său și despre cum se raportează la condiția umană. Genetica și chimia creierului pot contura fiecare relație, dar nu fac ca magia să rămână singură. „Încă trebuie să-mi amintesc aniversarea”, spune el. - Încă trebuie să cumpăr florile.
