RAPORT

Wojna na Ukrainie

Mózg ma płeć. A woda jest mokra

Naukowcy zbadali cztery maleńkie struktury w mózgach myszy (fot. Shutterstock/ unoL)
Naukowcy zbadali cztery maleńkie struktury w mózgach myszy (fot. Shutterstock/ unoL)

Mysi mózg ma płeć. Według nowego badania przeprowadzonego przez badaczy ze Stanford Medicine mózgi samców i samic myszy różnią się w istotny sposób. Te różnice są prawdopodobnie odzwierciedlone w mózgach mężczyzn i kobiet.

Rybka broni swej wewnętrznej równowagi

Co zagraża naszej wewnętrznej równowadze i jak nasz mózg ustala sobie, że zarządzanemu przez niego organizmowi jest za chłodno, za głodno albo...

zobacz więcej

Choć przeciętnemu Kowalskiemu badanie to może się wydawać z gatunku „woda jest mokra”, ale we współczesnej nauce ma ono niemałe znaczenie. Łączy bowiem mózg, płeć, zachowania i ewolucyjne dostosowanie. I dyskutuje (aczkolwiek niekrzykliwie) z upowszechniającymi się – dotyczącymi głownie człowieka, u którego napięcie między naturą i kulturą jest wręcz przysłowiowe – poglądami, że płeć mózgu trudno zawsze określić, czy wręcz że taka nie istnieje.

Tymczasem uczeni ze Stanford, wspomagani przez kolegów z Columbia University w Nowym Jorku, wykonali naprawdę solidną analizę molekularną, opartą o masowe sekwencjonowanie RNA, aby zobaczyć powyżej streszczone wyniki. Nie dziwne zatem, że udało im się opublikować to badanie w najnowszym numerze bardzo prestiżowego magazynu naukowego „Cell”.

Nie piszę tego zdania po raz pierwszy w życiu, ale powtórzę: do lamusa naukowego wpadło porzekadło, że mężczyźni są z Marsa, a kobiety z Wenus. Wbrew jednak różnym tępym komentatorom współczesności (których ostatni kontakt z naukami przyrodniczymi był przed maturą i oby) nauka nie jest dogmatyczna, pozwala na spór. O ile ktoś umie pokazać eksperymentalnie, jak jego zdaniem jest, a nie tylko sobie twierdzi, że się nie zgadza. Debata naukowa w naukach przyrodniczych nie rezygnuje z metody naukowej. Wręcz przeciwnie, uczepia się jej, jako ostatniej instancji.

Temat zatem „płci mózgu” nie jest wyczerpany. Bo, jak wyjaśniają autorzy najnowszej pracy pod kierunkiem profesora psychiatrii i nauk o zachowaniu neurobiologa Nirao M. Shaha, „hormony płciowe wywierają głęboki wpływ na zachowania związane z płcią. Nie jest jednak jasne, w jaki sposób poszczególne populacje neuronów reagujące na hormony płciowe regulują różne zachowania typowe dla płci”.

Mątwa zdolna do ascezy

Już za chwilę środek postu. Zasadne wydaje się zatem pytanie: co z naszymi umartwieniami? Proszę się nie gniewać, ale jest to pytanie naukowe z...

zobacz więcej

Trzeba zatem było niezależnie zbadać trzy podstawowe kondycje myszy w materii hormonów płciowych. Jak uczą nas już w szkole podstawowej, w tej kwestii można być samcem/mężczyzną, samicą/kobietą w fazie estrogenowej cyklu (płodną) i samicą/kobietą w pozostałej części cyklu (niepłodną), u kobiet zwanego miesięcznym, gdyż jego pełny przebieg trwa średnio 28 dni. I albo im pikuje we krwi estradiol, albo progesteron.

U myszy owulacja i maksymalna podatność seksualna, znana jako faza estrogenowa lub rui, charakteryzują się szczytami poziomów obu hormonów; jej przeciwieństwo zwane fazą diestrus, charakteryzują spadki poziomu hormonów płciowych.

W tych trzech odmiennych zatem stanach: bycia samcem, samicą w fazie rui lub diestrus naukowcy zbadali cztery maleńkie struktury w mózgach myszy, o których wiadomo, że programują zachowania związane bezpośrednio z łączeniem się w pary i prokreacją „ocenianie, randkowanie, kojarzenie się w pary i niechęć” (ang. rating, dating, mating and hating). Te zachowania bardzo łatwo dające się obserwować u gryzoni— na przykład szybkie określanie płci przeciwnej przez samce, chęć samic na kojarzenie się i matczyna opiekuńczość — pomagają zwierzętom rozmnażać się, a ich potomstwu przeżyć. Są zatem ze swej natury oszlifowane przez miliony lat ewolucji jak brzytwy.

Zobacz także: Mózg, czyli kosmiczna tajemnica


Zachowania mają źródło w działaniu mózgu, w funkcjonowaniu jego neuronów. Zanalizowano więc tkanki wyekstrahowane niezależnie z tych czterech maleńkich struktur mózgowych, a bogate w komórki reagujące na hormony płciowe.

Genotyp każdej tkanki z osobna, czyli dlaczego serce nie wygląda jak mózg

20 lat temu zsekwencjonowano ludzki genom. Zakończył się wtedy jeden z, jak się wydawało, największych projektów naukowych ludzkości. I już...

zobacz więcej

Żeby reagować na nie, trzeba mieć stosowne receptory – w wypadku hormonów sterydowych, a takimi są hormony płciowe, receptory te znajdują się w jądrze komórkowym i często są tzw. czynnikami transkrypcyjnymi. Czyli ze swej natury aktywują działanie konkretnych genów.

Gen aktywny to taki, na którego matrycy zbudowanej z DNA tworzona jest cząsteczka RNA. Ona wymigrowuje z jądra i w cytoplazmie komórki na jej z kolei matrycy budowane jest stosowne białko. Białka zaś – ich skład i wzajemne relacje ilościowe – determinują życie i funkcjonowanie komórki, a za nią tkanki i wreszcie organizmu.

Gdy poznamy wszystkie RNA produkowane w komórkach czterech struktur mózgu w trzech różnych sytuacjach, poznamy geny aktywne i różnice w owych aktywnościach pomiędzy tymi trzema sytuacjami hormonalnymi i czterema rejonami mózgu istotnymi dla zachowań płciowych.


Używając tych genów jako punktów wejścia, zidentyfikowano grupy neuronów w mózgu, które koordynują określone zachowania typowe dla płci. „Myszy nie są ludźmi” – powiedział w wypowiedzi dla biura prasowego macierzystej uczelni prof. Shah – ale można się spodziewać, że analogiczne typy komórek mózgowych będą odgrywać rolę w naszych typowych dla płci zachowaniach społecznych”.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO

Prawdziwe cuda, czyli po co nam mózg

Laboratoryjny szczur chodził sobie po klatce, jadł, spał, radził sobie ze stawianymi przed min zadaniami eksperymentalnymi i reprodukcyjnymi, aż na...

zobacz więcej

Miało być jednak bardziej o zachowaniach, których neurologiczne podstawy są naprawdę tajemnicze, a nie o chorobach czy nieneuronormatywnościach. Zachowania społeczne typowe dla płci są wyselekcjonowane ewolucyjnie, bo adaptują (lub nie) do wydanie zdrowego płodnego potomstwa. Zachowania te są bardzo skomplikowane, a kto nie wierzy, niech posłucha śpiewu słowika, czy zobaczy, jak wyglądają tańce godowe ptaków rajskich. Gryzonie nie działają aż tak spektakularnie, ale np. ich samce szybko rozróżniają płeć nieznajomych, którzy naruszają ich teren. Jeśli intruzem jest inny samiec, natychmiast go atakują. Jeśli to samica, to inicjują burzliwe zaloty. Z kolei samice myszy wykazują agresję matczyną, a nie terytorialną, atakując wszystko, co zagraża ich potomstwu. Aktywnie poszukują potomstwa, które się zawieruszyło. Ich zaś chęć do łączenia się w pary jest bardzo zróżnicowana w zależności od tego, czy są w rui, czy nie.

Mózg nie jest niezapisaną kartą, a do nazwania tego wszystkiego, co mózg już z góry wie, używamy wytrychu pojęciowego pod nazwą „instynkt”. Dziś nie mniej ni więcej, ale badacze z renomowanej amerykańskiej szkoły medycznej rozebrali pewien kluczowy instynkt (w kulturze ludzkiej bywa zwany „nagim”) na genetyczno-neuronalne czynniki pierwsze. Nie jest owych czynników mało, ale to właśnie świadczy na korzyść badania. Gdy weźmiemy pod uwagę, jak głębokie i rozmaite są różnice w zachowaniach okołopłciowych mysich samiec i samców, fakt, że w mózgu angażuje się w powstanie owych różnic aż 6 proc. całego genomu, nie dziwi.

Zobacz także: Toksyczne białka w mózgu


Problem w tym, że gdy źródło zmian jest tak rozsiane po genomie i w niczym nie przypomina prostych sytuacji znanych nam ze szkoły, gdy kwiaty groszku były białe lub czerwone, a jego ziarna zielone i gładkie lub żółte i pomarszczone, to nie jest łatwo to wszystko złapać za rękę, gdy działa wspólnie i w porozumieniu. W dodatku, gdy neurony, które zidentyfikowano jako istotne dla całej sprawy stanowią mniej niż 0,0005 proc. wszystkich komórek w mózgu myszy. Musze tu wyrazić osobiste podziękowania i wyrazy podziwu dla tych, co wypreparowywali owe mikroskopijne regiony mózgu, a potem rozdzielali je na pojedyncze neurony, aby zobaczyć, jakież to mianowicie RNA w nich właśnie powstaje – każdym z osobna.

Termogenetyka ultradźwiękowa – jeszcze nie Święty Graal, ale…

Neuronauki to takie miejsce, gdzie spotykają się specjaliści wszelkich możliwych dziedzin, aby wspólnie poznać nasz wewnętrzny kosmos – mózg. Czy...

zobacz więcej

Jak stwierdzają badacze – po tych wstępnych, bo wciąż trwających analizach – komórki reagujące na estrogen nie były do siebie podobne. W jednej strukturze mózgu, zwanej jądrem łożyskowym prążka krańcowego (BNST), które u samców gryzoni jest o 75 proc. większe niż u samic, a u ludzi jest około 2,5 razy większy u mężczyzn niż u kobiet, występuje w istocie aż 36 oddzielnych typów komórek, rozróżnianych na podstawie wzorów aktywności genów, które były szczególnie aktywne w mózgach jednej z trzech grup eksperymentalnych myszy. Tylko jednak jeden z tych typów był niezbędny dla zdolności samców myszy do szybkiego rozpoznawania płci nieznanej myszy, a następnie zachowywania się wobec niej w sposób charakterystyczny – agresywny lub zalotny.

Inna struktura mózgu, tak mysiego jak ludzkiego, znana jako jądro brzuszno-przyśrodkowe podwzgórza lub VMH, obejmuje aż 27 typów komórek reagujących na estrogeny, które można rozróżnić na podstawie wzorców aktywacji genów. Pozbawienie samic mysich na drodze manipulacji genetycznej działania jednego z tych 27 typów komórek spowodowało powołanie do życia samic odrzucających zaloty seksualne, nawet gdy były w rui.

Zobacz także: Pobierz aplikację mobilną i oglądaj TVP INFO na żywo

Nauka nie jest trywialna, wymaga wiele ciężkiej pracy, a przede wszystkim zadawania właściwych pytań i prowadzenia realnych obserwacji i eksperymentów, także za pomocą sprzętu, który kosztuje miliardy. Gdy pomyśleć, ile obrzydliwości przez ostatnie lata uczeni wszystkich przyrodniczych specjalności musieli wysłuchać na swój temat i jednocześnie pomyśleć, że nadal pchani potrzebą poznania, jak jest, otwarci na odkrycia i zdolni podzielić mikroskopijne struktury igłą preparacyjną na pojedyncze komórki, to można tylko ich podziwiać. Prosto jest powiedzieć, że woda jest mokra. Pokazać to naukowo, to zupełnie inna rzecz. Właśnie to jednak warto ciągle robić.

Białka, od których się wszystko zaczęło

Jak powstawały pierwsze białka i które to były? Co jest podstawową cechą życia na Ziemi? Jak zorganizować energię do życia? Oto pytania, którymi od...

zobacz więcej

Nie jest owych czynników mało, ale to właśnie świadczy na korzyść badania.

Gdy weźmiemy pod uwagę, jak głębokie i rozmaite są różnice w zachowaniach okołopłciowych mysich samiec i samców, fakt, że w mózgu angażuje się w powstanie owych różnic aż 6 proc. całego genomu, nie dziwi.

Zobacz także: Toksyczne białka w mózgu


Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej