پژوهشگران علت مشت زدن گوریل‌ها به سینه خود را کشف کردند

اگرچه ضربه زدن گوریل‌ها روی سینه‌شان رفتاری طبیعی در این گونه زیستی محسوب می‌شود، اما تاکنون نمی‌دانستیم که علت واقعی این رفتار چیست. حالا به‌تازگی گروهی از محققان دریافته‌اند که صدای حاصل از ضربه زدن روی سینه می‌تواند نشان‌دهنده اندازه بدن گوریل‌ها باشد. در نتیجه، آن‌ها با این صدا قدرت خود را به رخ سایر گوریل‌ها می‌کشند.

این یافته‌ها بر اساس تحقیقات جدیدی منتشر شده که در آن گروهی از دانشمندان از آلمان و آمریکا ۲۵ گوریل کوهی وحشی را در پارک ملی آتشفشان‌های «رواندا» بررسی کرده‌اند. مشاهدات محققان در طول بازه زمانی ژانویه ۲۰۱۴ تا ژوئیه ۲۰۱۶ به ثبت رسیده است.

در این مطالعات محققان نه تنها صدای ضربات روی سینه گوریل‌ها را ضبط کردند، بلکه ابعاد بدن آن‌ها را به روشی غیرتهاجمی موسوم به تصویرسنجی اندازه‌گیری کردند. در نهایت مشخص شد که هرچه اندازه بدن گوریل بزرگ‌تر باشد، فرکانس‌های صوتی صدای ضربات سینه او بم‌تر می‌شود. دلیلش احتمالا به اندازه کیسه‌های هوایی برمی‌گردد که در نزدیکی حنجره گوریل‌ها وجود دارد. این کیسه‌ها در گوریل‌های عظیم‌الجثه‌ بزرگ‌تر است و صدای بم‌تری تولید می‌کند.

حالا دانشمندان تئوری داده‌اند که صدای حاصل از ضربه زدن روی سینه یک گوریل به بقیه هم‌نوعان خود نشان می‌دهد که قادرند او را به چالش بکشند یا نه. به علاوه، این صدا به گوریل‌های ماده کمک می‌کند تا در انتخاب یک جفت مناسب و قدرتمند برای خود تصمیم‌گیری بهتری داشته باشند.

شایان ذکر است که تعداد ضربات روی سینه و طول هر دوره از ضربه‌زنی‌های متوالی بین گوریل‌های مختلف، فرق می‌کند. این تفاوت‌ها می‌تواند نشانگر امضاهای شخصی هر گوریل باشد و حضور آن‌ها را از فاصله نسبتا زیادی به دیگران اعلام کند.

در این تحقیق دانشمندانی از «موسسه انسان‌شناسی فرگشتی مکس پلنک» آلمان، صندوق بین‌المللی «دیان فاسی» مستقر در آمریکا و دانشگاه «جرج واشنگتن» واقع در شهر واشنگتن آمریکا شرکت داشته‌اند. نتایج این مطالعه در مقاله‌ای در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.

سگ‌ها بسته به رفتار صاحبشان با سگ‌های دیگر می‌توانند حسادت را تجربه کنند

از هر ۵ صاحب سگ‌ ۴ نفر می‌گویند متوجه حسادت حیوان خود نسبت به ابراز محبت آن‌ها به بقیه سگ‌ها شده‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد که این رفتار حتی در صورتی که سگ دوم در حضور سگ اول نباشد هم قابل بروز است. به عبارت دیگر، ظاهرا سگ‌ها می‌توانند چنین موقعیت‌هایی را تصور کنند حتی اگر آن‌ها را به چشم نبینند.

«امالیا باستوس» از دانشگاه اوکلند نیوزلند می‌گوید: «تحقیقات نشان‌دهنده همان عقیده‌ای است که بسیاری از صاحبان سگ‌ها باورش دارند؛ این‌که سگ‌ها از تعامل صاحبشان با سگی که می‌تواند یک رقیب بالقوه باشد ابراز حسادت می‌کنند. ما می‌خواستیم این رفتار را کامل‌تر بررسی کنیم تا متوجه شویم که سگ‌ها هم می‌توانند مثل انسان‌ها شرایطی را تجربه کنند که حسادتشان را برانگیخته می‌کند یا نه.»

حسادت در انسان‌ها رابطه نزدیکی با خودآگاهی دارد، بنابراین این تحقیق همچنین می‌تواند اطلاعاتی را درباره آگاهی سگ‌ها نسبت به خودشان به ما ارائه کند. باستوس و همکاران او آزمایشاتی را با ۱۸ سگ انجام دادند که صاحبان آن‌ها کنار یک سگ مصنوعی یا یک استوانه پشمی قرار گرفته بودند. سگ مصنوعی به عنوان رقیب احساسی و استوانه پشمی به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شده بود.

زمانی که سگ‌ها قرارگیری صاحبشان در کنار سگ مصنوعی را می‌دیدند، مانعی میان آن‌ها و سگ مصنوعی قرار می‌گرفت. با این حال، آن‌ها همچنان می‌توانستند صاحب خود و احساسات او را مشاهده کنند. سپس محققان سگ مصنوعی را از آن‌جا خارج می‌کردند و به صاحب سگ علامت می‌دادند تا به نوازش و حرف زدن با سگ مصنوعی تظاهر کند.

دلیل خارج کردن سگ مصنوعی این بود که هیچ گونه سرنخ غیرارادی در چهره و احساسات فرد ظاهر نشود. همین آزمایش با استوانه پشمی هم تکرار شد، ولی در این آزمایش خود سگ می‌توانست نوازش و صحبت کردن صاحبش با استوانه را ببیند. در این آزمایش سگ مصنوعی هم در اتاق وجود داشت، اما ۱.۵ متر دورتر گذاشته شده بود. جهت صورت سگ مصنوعی به سمت صاحب سگ بود و خود حیوان می‌توانست به راحتی آن را ببیند.

محققان با استفاده از نیروسنج متوجه شدند سگ‌ها زمانی که صاحبشان مشغول نوازش استوانه پشمی است نسبت به زمانی که سگ مصنوعی را نوازش می‌کند با قدرت کمتری به قلاده خود فشار می‌آورند. در این آزمایش سه نشانه حسادت که پیش‌تر در انسان‌ها دیده شده بود در سگ‌ها هم مشاهده شد.

اول، این رفتار فقط زمانی به وجود می‌آید که رقیب اجتماعی در کار باشد. دوم، حتی در صورتی که این رقیب در میدان دید نباشد، امکان بروز حسادت وجود دارد. سوم، از آنجایی که سگ مصنوعی در آزمایش اول به صورت فرضی حضور داشت و در آزمایش دوم با فاصله بیشتر در اتاق قرار داده شده بود، محققان نتیجه گرفتند که حسادت پیامدی برای تعامل است و لزوما به حضور سگ دوم در اتاق ارتباطی ندارد.

باستوس می‌گوید: «این نتایج از ادعای وجود حس حسادت در سگ‌ها حمایت می‌کند. به‌علاوه، می‌تواند اولین گواه مبنی بر وجود ظرفیت تعاملات اجتماعیِ ناشی از حسادت در سگ‌ها باشد.» این آزمایش‌ها برای کشف فعل و انفعالات درون مغز سگ‌ها مفید است. آزمایش صورت‌گرفته با استوانه پشمی نشان می‌دهد که توجه فرد به یک رقیب اجتماعی بیشتر از عدم توجه به خود سگ‌ها موجب ناراحتی‌شان می‌شود.

باستوس در پایان اظهار می‌کند: «هنوز برای نتیجه‌گیری درباره این‌که آیا سگ‌ها هم حسادت را مثل ما تجربه می‌کنند یا نه خیلی زود است، ولی حالا می‌دانیم که آن‌ها هم به موقعیت‌های حسادت‌برانگیز واکنش نشان می‌دهند، حتی اگر این اتفاقات در مقابل چشمشان رخ ندهد.»

تصویربرداری سه‌بعدی از ساختارهای مغز موش زنده با تکنیک جدید

محققان با استفاده از یک تکنیک پیشرفته میکروسکوپی توانستند تصاویر سه بعدی بسیار باکیفیت از اعماق مغز یک موش زنده ثبت کنند. این روش آنقدر دقیق است که محققان توانستند از شاخک‌های بسیار کوچک عصب‌ها عکسبرداری کرده و تغییرات آن‌ها در بازه سه روزه را مشاهده کنند.

پژوهشگران موفق شدند تصاویر سه بعدی بسیار با کیفیتی از عمق ۷۶ میکرومتری مغز موش زنده و ۱۶۴ میکرومتری نمونه بافت آن ثبت کنند. محققان به کمک این روش عکس‌هایی خارق العاده از نوعی ساختارهای سلولی به نام خارهای دندریتی (Dendritic Spines) گرفتند. اگر نورون را یک درخت فرض کنیم، دندریت‌ها شاخه‌ها و خارهای دندریتی شاخک‌های شاخه‌ها هستند.

در این تحقیق از نوع جدیدی از تکنیک عکسبرداری مبتنی بر روش میکروسکوپی کاهش گسیل القایی (STED) استفاده شد که به میکروسکوپ‌ها اجازه عکسبرداری از اجسام بسیار کوچک با درخشان کردن آن‌ها را می‌دهد. در این تکنیک با استفاده از نور لیزر فقط کوچکترین مولکول‌ها درخشنده می‌شوند در نتیجه می‌توان تصاویری بسیار دقیق گرفت. با پیشرفت این روش دانشمندان توانسته‌اند از سلول‌ها عکس‌های سه بعدی بگیرند.

نقطه ضعف روش 3D STED این است که فقط می‌تواند از بافت‌های فوق العاده نازک عکسبرداری کند. محققان برای رفع این مشکل، تکنیک 3D STED را با روش دیگری به نام تحریک دو فوتونی (2PE) ترکیب کرده و تکنیک جدیدی به نام 3D-2PE-STED ابداع کردند.

محققان به کمک روش 3D-2PE-STED توانستند تغییرات ساختارهای کوچک عصب ها را پس از سه روز تشخیص دهند. دستاوردی که به کمک تکنیک 2PE (راست) امکان پذیر نیست.

تکنولوژی 3D-2PE-STED در آزمایشات عملکردی تحسین برانگیز داشت. آزمایش اول، روی کشت سلول (Cultured Cells) انجام شد و این فناوری توانست جزئیاتی ۱۰ برابر کوچکتر نسبت به روش 2PE را آشکار سازد. در آزمایش روی موش زنده محققان توانستند روی خارهای دندریتی زوم کرده و ساختار سه بعدی آن‌ها را با جزئیات بالا آشکار کنند. کیفیت عکس آنقدر بالا بود که محققان توانستند تفاوت در ساختار آن‌ها را پس از سه روز تشخیص دهند.

دانشمندان می‌گویند هیچ نشانه‌ای از آسیب زدن تکنیک 3D-2PE-STED به ساختار نورون‌ها و یا اثرگذاری آن روی رفتار موش مشاهده نشد، ولی با این وجود به تحقیقات بیشتر برای اطمینان از ایمن بودن آن جهت استفاده روی انسان نیاز است.

یافته‌های این تحقیق در ژورنال Optica منتشر شده است.

دانشمندان با استفاده از تکنیک فراصوت جدید ذهن میمون را خواندند

محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) با استفاده از تکنولوژی فراصوت عملکردی (functional ultrasound) واسط مغز و رایانه‌ای ساخته‌اند که نیازی به عمل جراحی تهاجمی ندارد. محققان با استفاده از این واسط، فعالیت مغز میمون را خوانده و با داده‌های بدست آمده حرکت‌های آن‌ها را پیش‌بینی کردند.

پژوهشگران به دنبال پاسخ به این سوال بودند که آیا با استفاده از فناوری ضبط فراصوت و اندازه گیری جریان خون در مغز می‌توان رفتار را پیش‌بینی کرد یا خیر. «Mikhail Shapiro»، از نویسندگان تحقیق می‌گوید: «پاسخ این سوال بله است. با این تکنیک تصاویر باکیفیتی از پویایی سیگنال‌های عصبی ثبت کردیم که امکان دیدن آن‌ها با تکنیک‌های غیرتهاجمی دیگر مثل تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) امکان پذیر نبود.»

محققان با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشینی فعالیت‌های عصبی مغز را رمزگشایی کرده و با آن‌ها حرکات را پیش بینی کردند.

محققان در این تحقیق روی ناحیه‌ای از مغز به نام قشر جداری خلفی یا Posterior parietal cortex تمرکز کردند که به جهت دهی حرکت‌های بدن ربط داده شده است. آن‌ها متوجه شدند امکان ارتباط دادن داده‌های خوانده شده با فناوری فراصوت با حرکات میمون وجود دارد. پژوهشگران سپس یک الگوریتم یادگیری ماشینی را مأمور ارتباط دادن داده‌های فراصوت با حرکت‌های فیزیکی این جاندار کردند.

نتایج تحقیق نشان داد که رابط جدید می‌تواند به شیوه‌ای موثر حرکت چشم میمون به سمت چپ یا راست را با دقت ۷۸ درصدی و دراز کردن دست به سمت چپ یا راست را با دقت ۸۹ درصدی پیش‌بینی کند.

«Sumner Norman»، دیگر نویسنده تحقیق می‌گوید: «ما محدودیت‌های فناوری تصویربرداری عصبی فراصوت را کنار زدیم و از اینکه می‌توان از آن برای پیش‌بینی حرکات استفاده کرد شگفت زده شده‌ایم. نکته شگفت انگیزتر این است که تکنولوژی fUS در ابتدای مسیر قرار داشته و پتانسیل بزرگی دارد. دستاورد ما گام کوچکی در مرسوم کردن واسط‌های مغز و رایانه غیرتهاجمی محسوب می‌شود.»

یکی از نقاط ضعف این سیستم، تأخیر بوده و تقریباً به دو ثانیه داده برای پیش‌بینی حرکات حیوانات نیاز دارد. البته محققان می‌گویند این تأخیر در نسخه‌های آینده کمتر خواهد شد.

نتایج این تحقیق در ژورنال Neuron منتشر شده است.

پاسخ هشت پا به درد چگونه است؟

مطالعه‌ا‌ی جدید نشان می‌دهد که هشت‌پاها احتمالا درد را به‌شیوه‌ای مشابه پستانداران احساس کنند و دربرابر آن واکنش نشان می‌دهند.

تجربه‌ی درد بسیار فراتر از واکنشی ساده دربرابر آسیب یا محرکی مضر است. تجربه‌ی درد حالت عاطفی پیچیده‌ای است که به پریشانی یا رنج منجر می‌شود. درحالی‌که به‌طورکلی تصور می‌شود مهره‌داران هر دو جنبه‌ی جسمی و عاطفی درد را تجربه کنند، مشخص نیست بی‌مهرگان با سیستم عصبی بسیار ساده‌تر نیز این قابلیت را دارند یا خیر.

هشت‌پا یا اختاپوس ازنظر عصبی ازجمله بی‌مهرگان پیچیده‌ی روی زمین است. بااین‌حال، مطالعات بسیار کمی روی توانایی تجربه‌ی درد در این جانور انجام شده است. رابین کروک، عصب‌شناس دانشگاه ایالتی سان‌فرانسیسکو، سال‌ها مشغول بررسی این موضوع بوده و در جدیدترین پژوهشش که در ساینس‌الرت گزارش شده است، از همان پروتکل‌های به‌کاررفته برای آزمایش درد در جوندگان آزمایشگاهی، برای آزمایش سفالوپودها، خصوصا هشت‌پا استفاده کرده است.

کروک با استفاده از اندازه‌گیری‌های دقیق از فعالیت عصبی و رفتارهای خودانگیخته مرتبط با درد، شواهدی پیدا کرده است که نشان می‌دهد هشت‌پاها در مواجهه با درد می‌توانند حالات عاطفی منفی را احساس کنند. ویژگی‌های دیده‌شده درزمینه‌ی تجربه‌ی درد در هشت‌پا همان خصوصیاتی است که پستانداران نشان می‌دهند؛ با وجود این واقعیت که سیستم عصبی هشت‌پا به‌شیوه‌ای متفاوت با سیستم عصبی مهره‌داران سازمان‌دهی پیدا کرده است.

البته تفسیر احساس درونی یا وضعیت عاطفی در هر جانور، خصوصا جانوری که با ما تفاوت بسیاری دارد، برای دانشمندان واقعا دشوار است؛ اما کروک استدلال می‌کند رفتار هشت‌پاها در این آزمایش‌ها نشان می‌دهد احتمالا مؤلفه‌های جسمی و عاطفی درد را به‌شیوه‌ای تجربه می‌کنند که با جوندگان چندان تفاوت ندارد. کروک نتیجه‌گیری می‌کند:

حتی در نبود اثبات آگاهی یا ادراک آگاهانه در سفالوپودها، واضح است پاسخی که هشت‌پاها در این مطالعه نشان دادند، بسیار شبیه پاسخی است که در پستاندارانی بیان می‌شود که درد را تجربه می‌کنند؛ بنابراین، استدلال منطقی و احتیاط‌آمیزی می‌توان ارائه داد که حالت درونی این گونه‌های متفاوت نیز احتمالا شبیه هم است.

مطالعات گذشته‌ی کروک و دیگران نشان داده است هشت‌پاها می‌توانند به‌طور انعکاسی دربرابر محرک‌های زهرآگین پاسخ دهند و یاد بگیرند از این شرایط مضر اجتناب کنند. پژوهش جدید چند قدم جلوتر می‌رود. پس از یک جلسه آموزش در جعبه‌ای با سه محفظه، هشت‌پاهایی که اسیداستیک به بازوی آن‌ها تزریق ‌شده بود، به‌طور آشکار از محفظه‌ای دوری می‌کردند که در آن اسید به آن‌ها تزریق شده بود. درمقابل، هشت‌پاهایی که به آن‌ها محلول نمکی بدون ضرر تزریق شده بود، چنین اجتنابی را نشان نمی‌دادند.

علاوه‌براین، وقتی به هشت‌پاهایی که تزریق دردناک را دریافت کرده بودند، لیدوکائین (نوعی ضددرد) تزریق می‌شد، آن‌ها معمولا محفظه‌ای را ترجیح می‌دادند که در آن فورا درد آن‌ها تسکین یافته بود. هشت‌پاهایی که محلول نمکی را دریافت کردند، به این مسئله توجهی نمی‌کرد که در کدام محفظه ضددرد را دریافت کرده بودند‌. این اولویت برای مکان عاری از آسیب شاهدی قوی از تجربه‌ی درد عاطفی در مهره‌داران محسوب می‌شود؛ اما این تنها شباهتی نبود که پژوهشگران پیدا کردند.

افزون‌براین، کروک شواهدی پیدا کرد که نشان می‌داد هشت‌پا می‌تواند بین کیفیت‌ها و شدت‌های متفاوت درد در مناطق مختلف بدن خود تفاوت قائل شود. تمام هشت‌پاهایی که به آن‌ها اسید تزریق شده بود، در مدت بیست دقیقه کارآزمایی آموزش، رفتار تمیزکردن را در محل تزریق نشان می‌دادند و منطقه‌ی کوچکی از پوست خود را با دهانشان جدا می‌کردند.

این مشاهده با مشاهدات مطالعات دیگر درزمینه‌ی پاسخ‌های درد محیطی متفاوت است که در آن هشت‌پاها بازوهای خود را خُرد یا قطع می‌کردند و نشان می‌دهد تزریق اسید نوعی پاسخ متمرکز ایجاد می‌کند. در پستانداران، درد مداوم ناشی از فعالیت پایدار اعصاب محیطی است که موجب تغییرات پایداری در مغز و نخاع می‌شود. درمقابل، سفالوپودها به‌شدت متکی‌بر سیستم عصبی محیطی هستند و مشخص نیست چقدر از این اطلاعات به مدارهای مرکزی آن‌ها می‌رسد.

کروک با استفاده از ثبت‌های الکتروفیزیولوژیکی به‌طور‌غیرمستقیم پاسخ محیطی طولانی‌مدتی در مسیری به‌سوی مغز هشت‌پا نشان داد که به‌نظر می‌رسد نمایانگر شدت درد تجربه‌شده براثر تزریق اسید باشد. علاوه‌براین، این پیام‌ها با استفاده از ضددرد سریعا خاموش و معکوس شدند که نشانه‌ی قدرتمندی از تجربه‌ی درد است. تا‌به‌امروز، درد مداوم برخلاف درد گذرا، تنها در پستانداران نشان داده شده است؛ بنابراین، کاملا باورنکردنی است که دانشمندان چیزی مشابه آن را در جانوری بی‌مهره مشاهده کرده باشند.

دانشمندان به‌تازگی نیز نشان دادند که سپیداج‌ (دَه‌پا) می‌تواند در آزمایش مارشمالو موفق شود. مارشمالو آزمایش شناختی است که برای اندازه‌گیری خودتنظیمی یا خودکنترلی کودکان طراحی شده است. چنین دانش‌هایی سؤالات اخلاقی درباره‌ی چگونگی مراقبت و مطالعه‌ی سفالوپودها ایجاد می‌کند؛ درحالی‌که منشأ تکاملی جدیدی نیز برای تجربه‌ی درد در سلسله‌ی جانوران پیشنهاد می‌کند.

این مطالعه در مجله‌ی iScience منتشر شد.