Funkcionális mágneses rezonanciavizsgálat-fMRI

Kedves Kutyatulajdonos!

Egy nem mindennapi kutatásban való részvételre invitálunk Benneteket!

Elsők között a világon a kutyák elmebeli képességeit vizsgáló tudományos projekt részeseivé válhattok. Az MTA-ELTE Összehasonlító Etológiai Kutatócsoport tagjaiként célunk, hogy új felfedezéseket tegyünk a kutyák agyműködésével kapcsolatban. Kutatócsoportunk már évek óta sikeresen végez funkcionális mágneses rezonancia (fMRI) vizsgálatot éber, nem rögzített családi kutyákon, akik gazdájukkal együtt vesznek részt a kutatásban. Mindezt egy olyan pozitív megerősítésen és szociális tanuláson alapuló módszer teszi lehetővé, melynek eredményeképp a kutyák élvezettel működnek együtt velünk a mérésekben.

IMG_3630Voice

Kutatócsoportunk most további önkénteseket toboroz, akik szeretnének részt venni kutyájukkal vizsgálatainkban, hogy még többet megtudhassunk arról, hogyan gondolkoznak, miben hasonlítanak ránk, és miben különböznek tőlünk.

A Szenior Családi Kutya Program keretein belül most először lehetőség nyílik az idős és fiatal családi kutyák összehasonlítására is, így most már mind fiatal, mind idősebb jelentkezőket szeretettel várunk!

A tréning

Ha Ti is szeretnétek az elmEBajnok klub tagjaivá válni, tisztában kell lennetek azzal, hogy mint szinte minden ekkora horderejű kutatás, ez is nagy elköteleződéssel (hosszú ideig tartó tréninggel) jár, a felkészítés eredményeképp a kutya megtanul perceken át teljesen mozdulatlanul feküdni az fMRI mérés során. Mivel nem célunk olyan kutyákat is bevonni a kutatásba, akik nem szívesen vennének részt a tesztekben, a szkennernél végzett tréning elkezdését két szintfelmérő előzi meg.

A jelentkezés feltételeiről az alábbi dokumentumban olvashattok.

http://kutyaetologia.elte.hu/Pdf/gazda_fMRI_trening.pdf

Az otthoni felkészülés után az alábbi e-mail címen jelentkezhettek az első szintfelmérőre:
Báji Rita: bajrit@gmail.com 

Nézzétek meg videónkat az 1. szintfelmérő feladatairól!

A módszer

Az MRI készülékek erős mágneses teret állítanak elő, aminek segítségével akár nagyon apró különbségek is detektálhatóak a részecskék mágneses tulajdonságai között. A legtöbb fMRI-vizsgálat az agyban meglévő hemodinamikus válasz folyamatot (BOLD) használja annak megállapítására, hogy hol fordul elő aktivitás az agyban különböző élmények eredményeként. A  hemodinamikus válasz-folyamaton keresztül a vér nagyobb mértékben szállít oxigént az aktív, mint az inaktív neuronokhoz. Az oxigén dús és az oxigénszegény vér  mágneses tulajdonságai eltérnek, így lehetőségünk van feltérképezni, hogy az agy mely területei aktívak egyes helyzetekben.

Az fMRI méréshez használt készülék egy nagy mágneses erőterű szupravezető elektromágnes, melyben a vizsgálat során rádiófrekvenciás impulzusokat is alkalmazunk. Se a mágneses tereknek, se a rádiófrekvenciás impulzusoknak nincs ismert károsító hatása (ellentétben pl. a röntgensugárzással, amelyet mi NEM alkalmazunk). A kutyák szervezetébe nem juttatunk semmiféle kontrasztanyagot, a vizsgálatok során semmiféle sebet nem ejtünk. A kutyákat egy több hónapos tréning alatt megtanítjuk arra, hogy a teljes vizsgált ideje alatt önszántukból mozdulatlanul feküdjenek a szkennerben (természetesen a gazdájuk jelenlétében) így nincs szükség altatásra és fizikai rögzítésre sem, továbbá a kísérletek közben is bármikor lehetőségük lenne arra, hogy kijöjennek a szkennerből (bár ez szinte soha nem fordul elő, hiszen ők akarnak mindenáron végre bejutni :-).

A tréningről és a kísérletről készült video (magyar felirattal): https://www.youtube.com/watch?v=a_zsmUI_DbE

Eddigi eredmények:

http://index.hu/tudomany/2014/02/21/elte/
https://www.youtube.com/watch?v=OzTvRWdKpFA
http://444.hu/2015/01/04/kutyak-vazlat/
http://phenomena.nationalgeographic.com/2014/02/20/how-voices-tickle-the-dog-brain/
http://www.bbc.com/news/science-environment-26276660

Fajtársak hangjaira érzékeny területek a kutya és az ember agyában

Vizsgálatunk során a világon elsőként hasonlítottuk össze az ember és egy nem főemlős állatfaj agyműködését. A kutatás új megvilágításba helyezi az ember és legjobb barátja közti különleges kapcsolatot, és segít megérteni azokat a viselkedési és neurális mechanizmusokat, amelyek a két faj több tízezer éve fennálló szövetségét olyan hatékonnyá tették.

fmriA kutyák teszteléséhez nélkülözhetetlen volt, hogy 7-8 percen át mozdulatlanul feküdjenek egy MRI készülékben. Ennek eléréséhez a jutalomfalattal és dicsérettel való megerősítés mellett egy a modell-rivális tréning egyes elemeit tartalmazó, szociális tanuláson alapuló tanítási módszert alkalmaztuk. A tréning lényege, hogy míg egy tapasztaltabb kutyát dicsértünk, jutalmaztunk a szkenner asztalon való mozdulatlan hasalásért, egy másik, tanuló kutya az asztal mellől figyelhetett, és így már alig várta, hogy ő lehessen a következő. A kutyák és gazdák lelkes részvétele tette lehetővé, hogy pontosan ugyanazt a neurális képalkotási kísérletet végezzünk el kutya és ember résztvevőkkel – márpedig ilyen vizsgálatra korábban még nem volt példa. A kutatás során megmértük a kutyák és az emberek agyi aktivitását, miközben azok összesen közel kétszáz olyan érzelmeket kifejező emberi és kutyahangot hallgattak meg, amely a nyüszítéstől és zokogástól egészen a játékos csaholásig és nevetésig terjedt.

Kimutattuk, hogy a kutya agyában csakúgy, mint az emberében, létezik egy kifejezetten a fajtársak hangjaira érzékeny terület (a kutyában elsősorban a kutyahangokra, emberben pedig emberhangokra reagál). A mérések szerint ez az agyterület kutyában és emberben is közel ugyanott, a halántéklebeny elülső végében, az ún. temporális pólusnál helyezkedik el. Mindezen eredmények azt jelzik, hogy a fajtárshangokra való érzékenység olyan agyi funkció, amely feltehetően már legalább 100 millió éve, a kutya és az ember legutolsó közös őse óta jellemzi az emlősök hangfeldolgozását. A fajtárshangokra érzékeny területek megjelenése a nyelvi képességek kialakulásának fontos evolúciós állomása lehetett. Így nagyon izgalmas kérdés, hogy az emberi beszédértést segítő agyi mechanizmusok közül melyek vannak jelen a kutyában is.

Jelentős különbségeket is találtunk azonban a két faj eredményeiben: az ember hallókérgi területeinek csak három százaléka aktiválódik erősebben a nem élőlénytől származó zajokra (ezt alkalmaztuk a kontroll hangingerként), míg kutyáknál ez az arány 48 százalék. Vagyis míg az emberi hallókéreg szinte egészében az emberhangokra optimalizálódott, a kutya hallókérge ennél sokkal heterogénebb.

Újabb hasonlóság volt megfigyelhető viszont abban, ahogyan a kutya és az ember agya a hangokban rejlő érzelmeket feldolgozza. Izgalmas felfedezés, hogy a kutya agyában is ugyanaz a korai hallókérgi terület reagál erősebben a pozitív, vidám hangokra, mint az emberében – ráadásul ez a hatás független attól, hogy melyik faj hangjairól van szó.

Ez az összehasonlító kutatás lehet az első lépés ahhoz, hogy megértsük, mitől tud a kutya annyira hatékonyan ráhangolódni a gazdája lelkiállapotára. Az általunk alkalmazott módszer nem invazív lehetőséget biztosít a kutyák agyműködésének tanulmányozására, így segítségével teljesen új megközelítésből vizsgálhatjuk, miként gondolkodik az emberről a kutya, és hogyan tájékozódik a mi szociális környezetünkben.

Az eredeti cikk  itt olvasható

Az összefoglalót írta: Andics Attila (a Családi Kutya Program Hírlevelének 2014 februári számából)

 

Forrás, további olvasnivaló a témában:

https://hu.wikipedia.org/wiki/Funkcion%C3%A1lis_m%C3%A1gneses_rezonanciavizsg%C3%A1lat

https://hu.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1gnesesrezonancia-k%C3%A9palkot%C3%A1s