Buzz
Loài động vật này có những kỹ năng đặc biệt để vượt qua mùa đông khắc nghiệt, trong đó có hiện tượng Dehnel mà các nhà khoa học đã ghi nhận.
Não là cơ quan có khả năng trao đổi chất mạnh mẽ và phong phú nhất trong cơ thể, điều này đòi hỏi nó phải liên tục thích ứng với sự biến đổi của môi trường bên ngoài để tăng khả năng sống sót. Một trong những biến đổi thường gặp là ngủ đông và di cư theo mùa, cũng như hoạt động sinh sản.
Hiện tượng Dehnel là một trong những hiện tượng đáng chú ý nhất trong số đó. Trong môi trường khắc nghiệt của mùa đông, bộ não của chuột chù đã có những thay đổi bất ngờ, làm kinh ngạc các nhà khoa học.
Robert Naumann, một nhà nghiên cứu hàng đầu tại Viện Nhận thức và Bệnh não, Viện Công nghệ cao Thâm Quyến, Học viện Khoa học Trung Quốc, đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu với các nhà khoa học từ Đức và Israel để nghiên cứu cấu trúc não của chuột chù Suncus etruscus.
Sự biến đổi mùa đông về cấu trúc não của loài động vật này giải thích về hiện tượng thực nghiệm, khi tế bào thần kinh trong vỏ não của chúng bị ức chế bởi các tín hiệu xúc giác.
Kết quả của nghiên cứu gần đây đã được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ và đã được chọn làm trang bìa.
Loài chuột chù Suncus etruscus được phát hiện từ vùng Địa Trung Hải đến Malaysia, chỉ có chiều dài cơ thể từ 36mm - 53mm, không kể phần đuôi. Đây là loài động vật có vú nhỏ nhất trên thế giới nếu tính theo trọng lượng cơ thể, trung bình chỉ khoảng 1,8g.
Suncus etruscus là loài động vật có vú trên cạn nhỏ nhất, nặng chỉ 2 gam, phân bố chủ yếu ở các vùng cận nhiệt đới và ôn đới của Á Âu, từ 10 đến 40 độ vĩ bắc. Kích thước nhỏ nhắn này dẫn đến tỷ lệ trao đổi chất cao và khả năng tích trữ năng lượng thấp.
Để thích nghi với môi trường sống vào ban đêm, loài chuột chù này đã phát triển khả năng ngủ đông vào ban ngày và phát triển hiện tượng Dehnel vào mùa đông.
Để nghiên cứu hiện tượng Dehnel, nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiều công nghệ như cộng hưởng từ hạt nhân và lai tại chỗ để theo dõi từ giải phẫu tổng thể đến cấp độ tế bào và hành vi của tế bào thần kinh vỏ não trong mùa đông và mùa hè.
Các nhà nghiên cứu đã theo dõi cấu trúc não của chuột chù Suncus etruscus thông qua MRI và phát hiện ra rằng vỏ não là yếu tố quan trọng nhất trong hiện tượng này. Độ dày vỏ não của chúng vào mùa đông thấp hơn khoảng 10% so với mùa hè.
Vì tầm nhìn kém nên chuột chù Suncus etruscus thường sử dụng râu nhạy cảm của mình để xác định vị trí con mồi. Nghiên cứu cho thấy chúng là thợ săn tài ba, chỉ mất vài trăm mili giây để tiêu diệt con mồi.
Dựa trên hiện tượng này, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào vỏ não somatosensory của loài chuột. Họ phát hiện rằng lớp thứ tư của tế bào thần kinh trong vỏ não somatosensory có nhu cầu năng lượng cao nhất, và sẽ giảm dày 28% vào mùa đông, trong khi độ dày của các lớp khác không có sự thay đổi đáng kể.
Trong tầng thứ tư của vỏ não, có một loại tế bào thần kinh trung gian gọi là Parvalbumin (PV), chức năng chính của chúng là ức chế hoạt động của tế bào thần kinh ngoại vi. Số lượng tế bào thần kinh PV giảm đi vào mùa đông so với mùa hè, điều này được xác nhận thông qua quá trình nhuộm lát cắt não và cung cấp dữ liệu giải phẫu hỗ trợ cho kết quả nghiên cứu.
Loài chuột này liên tục săn mồi để giữ ấm cơ thể. Khi thiếu thức ăn, chúng sẽ rơi vào trạng thái ngủ đông, nhiệt độ cơ thể sẽ giảm xuống khoảng 12 độ C.
Phản ứng của tế bào thần kinh với tín hiệu xúc giác có thể được phân thành ba loại: kích hoạt, ức chế hoặc không phản ứng. Nhóm nghiên cứu đã tiếp tục khám phá về bộ ria của loài chuột này và ghi lại tín hiệu canxi của tế bào thần kinh vỏ não cũng như định lượng phản ứng của chúng đối với kích thích xúc giác.
So sánh các thí nghiệm giữa mùa thu và mùa đông với mùa xuân và mùa hè, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng vào mùa đông, loài chuột chù này có nhiều tế bào thần kinh được kích hoạt bởi tín hiệu xúc giác hơn. Thông tin này tương ứng với dữ liệu giải phẫu cho thấy số lượng tế bào thần kinh PV tăng lên vào mùa xuân và mùa hè. Tỷ lệ tế bào thần kinh trong vỏ não bị ức chế bởi kích thích xúc giác tăng gấp 2 đến 3 lần vào mùa thu và mùa đông.
Khi có đủ thức ăn, loài chuột này thích săn dế và sâu. Nhưng khi khan hiếm thức ăn, chúng sẽ săn bọ cánh cứng để giảm bớt cơn đói.
Nghiên cứu này đã lấp đầy những khoảng trống trong nghiên cứu về sự thay đổi theo mùa trong hệ thống thần kinh của động vật. Thông qua việc theo dõi dài hạn cá thể riêng lẻ và ghi chép qua các năm của các động vật trong nhóm, nó cho thấy sự khác biệt trong vỏ não của động vật ở cấp độ tế bào, sinh lý và giải phẫu.
Đồng thời, sự thích ứng lâu dài của hệ thần kinh cũng có thể được xem như biểu hiện của tính linh hoạt thần kinh.
