Козы тратят массу времени на то, чтобы с силой сталкиваться черепами с окружающими предметами, а также друг с другом. Успех в таком поединке указывает прочим членам стада на статус лидера, но удары служат также способом игры или изучения новых вещей. Ранее полагали, что рогатые питомцы защищены от увечий за счет строения черепной коробки и мощной мускулатуры шеи.
Свежая научная работа ставит этот тезис под сомнение. Группа ученых нашла ранние сигналы нейродегенерации у особей, практикующих бодание, уже к возрасту одного года. По мнению авторов, это дает шанс использовать парнокопытных как ценный биологический материал для поиска связи между механическими ударами по голове и разрушением нервных клеток у человека.
«Я полагаю, общие выводы тут весьма убедительны, — говорит Рамон Диас-Аррастия, невролог из Пенсильванского университета, который не участвовал в работе. — Обычно для таких тестов берут крыс и мышей, отчего сфера превратилась в «монокультуру грызунов».
Но мозг мыши и человека устроен слишком по-разному, что часто губит переход от пробирки к пациенту. Потому увидеть работу на крупных животных крайне полезно.
Нейробиолог Николь Аккерманс из Алабамского вуза первой заметила признаки распада нервной ткани у диких зверей со схожим нравом уже несколько лет назад, обнаружив, что
мозг погибших мускусных быков содержит аномальную версию белка тау. У людей такие сплетения белков связаны с болезнью Альцгеймера и следуют за ударом.
«Я решила, что это отличная база для моделирования травмы», — говорит Аккерманс.
Но отслеживать, как накапливается повреждение с течением времени у диких животных, не представляется возможным. Вот тут-то и пригодились козы.
Команда приобрела трех шестимесячных козлов-самцов — Элвина, Саймона и Тео — на фермах и перевезла их в расположенный неподалеку сельскохозяйственный колледж, где в течение шести месяцев за ними наблюдали камеры, отслеживая их удары головой. Каждый месяц исследователи собирали образцы крови, слюны и спинномозговой жидкости для поиска биомаркеров повреждения головного мозга, а в начале и в конце исследования проводили сканирование мозга животных с помощью позитронно-эмиссионной томографии (МРТ), чтобы выявить любые структурные повреждения.
«Мы просто поместили их в сканер для людей, — говорит Аккерманс. — Это вызвало небольшой переполох, когда мы шли по коридорам, и из каталки торчали, например, два рога».
За 6 месяцев три животных совершили в общей сложности 227 ударов головой в день. В конце исследования у коз, которым было всего около года, на снимках не было обнаружено признаков обширного повреждения головного мозга, а также не наблюдалось нарушений памяти при прохождении простого лабиринта.
Однако, по-видимому, у них накопилось легкое повреждение головного мозга: некоторые биомаркеры — в частности, GFAP, белок, выделяемый иммунными клетками головного мозга в ответ на травму или заболевание, — превышали нормальные концентрации для здоровых людей. Когда команда усыпила животных и исследовала их мозг, они также обнаружили активные иммунные клетки — типичную реакцию на повреждение — и аномальные тау-белки, которые отсутствовали у двух более молодых коз. Неясно, можно ли напрямую сравнивать эти маркеры между видами, но, похоже, «происходит какая-то травма», — говорит Аккерманс.
Аккерманс говорит, что легкие последствия вполне объяснимы у животных такого молодого возраста. Она предполагает, что травмы накапливаются постепенно с течением времени, подобно тому как спортсмены, регулярно подвергающиеся ударам по голове, получают все большие повреждения по мере развития своей карьеры, а когнитивные нарушения проявляются позже в жизни.
Диас-Аррастия отмечает: понимание того, как повреждение мозга влияет на поведение коз в долгосрочной перспективе, будет иметь решающее значение. Холли Викери, специалист по поведению и благополучию животных из Университета Харпер Адамс, говорит, что ей неизвестно о каких-либо симптомах, похожих на деменцию, у молочных и племенных коз, которых можно содержать до подросткового возраста. Но они могут бодать головой не так часто, как животные, участвовавшие в исследовании.
Аккерманс говорит, что определение «критической точки», когда травмы головного мозга у коз перерастают в полноценное нейродегенеративное заболевание, — следующая задача в ее списке дел. «Это 100 000 ударов головой?» — спрашивает она. Или, может быть, козы «должны очень сильно бодать головой, а те, кто не бодается сильно, не наносят особого вреда?»
Ответы на эти вопросы могут помочь понять, как повреждение головного мозга прогрессирует до заболевания у человека. В отличие от грызунов, у коз естественным образом экспрессируются такие белки, как тау-белок и бета-амилоид — еще один ключевой фактор нейродегенерации у человека, — и их складчатая структура мозга больше напоминает человеческую. Это важно, говорит Диас-Аррастия, потому что более крупные складчатые мозги по-разному реагируют на удары, чем меньшие, более гладкие мозги грызунов. И если козы наносят себе повреждения самостоятельно, исследователям нет необходимости провоцировать травмы.
Итоги работы опубликованы в журнале препринтов bioRxiv.
Изображение: разработано Мagnific.
