Dlaczego myszy ciągle gryzą? Naukowcy odkryli, co się dzieje w ich mózgu
Myszy, szczury czy wiewiórki niemal bez przerwy coś podgryzają. Do tej pory sądzono, że robią to wyłącznie z praktycznego powodu - by ścierać rosnące przez całe życie zęby. Nowe badanie pokazuje jednak, że ich mózg aktywnie nagradza takie zachowanie.
W skrócie
- Badanie naukowców z University of Michigan wykazało, że gryzienie u gryzoni aktywuje mechanizm nagrody w mózgu związany z dopaminą.
- Stwierdzono istnienie dwóch oddzielnych dróg nerwowych: jedna odpowiada za ruch szczęki, druga za motywację do gryzienia.
- Podobne mechanizmy mózgowe mogą mieć znaczenie dla nawyków i problemów stomatologicznych u ludzi, takich jak zgrzytanie zębami.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Gryzienie to dla gryzoni codzienność. Zwierzęta z tej grupy - od myszy i szczurów po bobry czy wiewiórki - mają siekacze, które rosną przez całe życie. Jeśli nie będą ich regularnie ścierać, zęby staną się zbyt długie, a jedzenie może stać się trudne lub wręcz niemożliwe. W skrajnych przypadkach może to nawet zagrozić ich przetrwaniu.
Dlatego gryzonie niemal bez przerwy coś podgryzają: gałązki, korę, nasiona czy różne twarde przedmioty. Przez lata naukowcy sądzili, że to zachowanie jest prostym odruchem wynikającym z budowy zębów i szczęk. Takie wyjaśnienie dominowało w literaturze naukowej przez dziesięciolecia.
Nowe badanie naukowców z University of Michigan sugeruje jednak, że sprawa jest bardziej złożona. Okazuje się, że gryzienie uruchamia w mózgu mechanizm nagrody związany z dopaminą - substancją chemiczną odpowiedzialną m.in. za odczuwanie przyjemności i motywacji. Ten sam system odgrywa rolę w wielu innych zachowaniach zwierząt.
Nie tylko odruch
Badanie, opublikowane w czasopiśmie Neuron, pokazuje, że za gryzienie odpowiada konkretny obwód nerwowy. To oznacza, że zachowanie to jest regulowane przez wyspecjalizowane struktury w mózgu. Odkrycie zmienia sposób, w jaki naukowcy patrzą na to zjawisko.
"Bardzo długo uważano, że gryzienie jest biernym zachowaniem wynikającym wyłącznie z mechaniki zębów" - mówi Bo Duan, profesor biologii molekularnej, komórkowej i rozwojowej na University of Michigan. Badacz od lat zajmuje się analizą obwodów nerwowych odpowiedzialnych za zmysł dotyku.
"Teraz widzimy, że to zachowanie motywowane. Istnieje wyraźny obwód nerwowy łączący sygnały z zębów z neuronami dopaminowymi w śródmózgowiu" - wyjaśnia badacz. To właśnie te neurony odpowiadają za poczucie nagrody.
Oznacza to, że mózg nie tylko reaguje na potrzebę ścierania zębów, ale także wzmacnia to zachowanie, sprawiając, że zwierzę chce gryźć. Dzięki temu gryzonie robią to wystarczająco często. Mechanizm działa więc jak biologiczne przypomnienie.
Jak działa ten mechanizm
Naukowcy odkryli, że czujniki dotyku w tkankach wokół zębów przekazują sygnały do mózgu. Informacje te pochodzą z receptorów reagujących na nacisk i kontakt. Takie sygnały są podstawą wielu odruchów związanych z jamą ustną.
Dalej informacje rozdzielają się na dwie drogi. Jedna odpowiada za ruch, druga za motywację. To połączenie mechaniki i nagrody.
Jedna z nich prowadzi do neuronów kontrolujących ruchy szczęki i pozwala zwierzęciu odpowiednio ustawić zęby podczas gryzienia. Dzięki temu możliwe jest skuteczne ścieranie zębów. To właśnie ta część odpowiada za fizyczne wykonywanie ruchów.
Druga ścieżka dociera do części mózgu odpowiedzialnej za nagrodę i uruchamia wyrzut dopaminy. Ten neuroprzekaźnik wzmacnia określone zachowania. Dzięki temu zwierzę ma motywację, by je powtarzać.
"Jeśli zablokujemy część odpowiedzialną za motywację, mechaniczna część wciąż działa i zęby nadal mogą być ścierane" - tłumaczy Duan. Eksperymenty pokazują jednak, że zwierzę robi to wtedy rzadziej. "Bez motywacji zachowanie staje się znacznie mniej efektywne. Dlatego ta część układu jest tak ważna". Pokazuje to, jak silnie mózg wpływa na codzienne czynności.
Dla gryzoni jest to kwestia przetrwania. Ich siekacze rosną przez całe życie i mogą wydłużać się o kilka milimetrów tygodniowo. To tempo wzrostu jest wyjątkowe w świecie ssaków.
Jeśli nie będą regularnie ścierane, mogą ulec deformacji i zaburzyć ustawienie szczęki. W takiej sytuacji zwierzę ma problemy z gryzieniem pokarmu. Może to prowadzić do niedożywienia.
Co to ma wspólnego z ludźmi
Choć ludzkie zęby nie rosną przez całe życie, podobne mechanizmy w mózgu mogą wpływać na różne powtarzalne zachowania związane z ustami. Naukowcy podejrzewają, że ten sam system nagrody może być aktywowany także u ludzi. Dotyczy to wielu codziennych nawyków. "Nawet jeśli nasze zęby przestają rosnąć, mechanizmy mózgowe sterujące takimi zachowaniami mogą nadal działać" - mówi Duan.
Może to pomóc wyjaśnić, dlaczego niektórzy ludzie mają trudności z kontrolowaniem takich zachowań jak obgryzanie paznokci czy gryzienie ołówków. Wiele osób robi to nieświadomie. Często nasila się to w sytuacjach stresu. Zgrzytanie zębami, czyli bruksizm, jest dość powszechnym problemem stomatologicznym. Może prowadzić do uszkodzenia zębów, bólu szczęki czy problemów ze stawem skroniowo-żuchwowym. Często pojawia się w nocy podczas snu.
Badacze zauważają, że zaburzenia związane z dopaminą często wiążą się również z problemami w obrębie jamy ustnej. Oznacza to, że zdrowie mózgu i jamy ustnej mogą być silniej powiązane, niż wcześniej sądzono. Wskazują na to także wcześniejsze badania kliniczne.
Zobacz również:
Joshua Emrick, stomatolog i neuronaukowiec z University of Michigan School of Dentistry, wskazuje, że wyższe ryzyko wad zgryzu obserwuje się m.in. u osób z autyzmem czy depresją. W takich przypadkach częściej pojawiają się też powtarzalne zachowania. Mogą one obejmować również zgrzytanie zębami.
Również choroba Parkinsona, która wpływa na poziom dopaminy w mózgu, bywa powiązana z nasilonym zgrzytaniem zębami. Choroba ta zaburza działanie układu ruchowego. Leczenie również może wpływać na takie objawy.
U niektórych pacjentów objaw ten pojawia się po długotrwałym leczeniu lekami zwiększającymi poziom dopaminy. Takie leki są często stosowane w terapii Parkinsona. Pokazuje to, jak silny wpływ na zachowanie ma chemia mózgu.
"Teraz mamy dowód na istnienie biologicznego połączenia między sygnałami z jamy ustnej a układem nagrody w mózgu" - mówi Emrick. Odkrycie to może pomóc lepiej zrozumieć wiele problemów stomatologicznych.
Możliwe nowe metody leczenia
Odkrycie nowego obwodu nerwowego może pomóc w opracowaniu bardziej skutecznych metod leczenia problemów związanych z gryzieniem czy zgrzytaniem zębami. Naukowcy podkreślają, że to dopiero początek badań w tym kierunku. Kolejne eksperymenty mogą przynieść nowe odpowiedzi.
Lepsze zrozumienie mechanizmów mózgowych może w przyszłości umożliwić opracowanie terapii działających u źródła problemu. Mogłyby one wpływać na obwody odpowiedzialne za motywację. To zupełnie nowe podejście do leczenia.
"Zaczęliśmy od ciekawości dotyczącej dość dziwnej cechy gryzoni - ich ciągłego gryzienia" - mówi Emrick. Tak często zaczynają się odkrycia w nauce. Proste pytania prowadzą do ważnych wniosków.
"To doprowadziło nas do odkrycia nowych procesów w mózgu, które mogą mieć znaczenie dla zdrowia ludzi". Badacze podkreślają, że podstawowe badania często mają nieoczekiwane zastosowania.
Naukowcy chcą teraz sprawdzić, czy podobne obwody w mózgu kontrolują także inne powtarzalne zachowania. Jeśli tak, odkrycie może mieć znaczenie w wielu dziedzinach medycyny. Być może pomoże też zrozumieć, dlaczego niektóre nawyki tak trudno zmienić.
