Spiegel der Einsicht: Mäuse zeigen Einblicke in die Selbsterkenntnis

Zusammenfassung: Mäuse zeigen ein ähnliches Selbsterkennungsverhalten, wenn sie ihr Spiegelbild im Spiegel sehen. Dieses Verhalten tritt unter bestimmten Bedingungen auf: Vertrautheit mit Spiegeln, Sozialisierung mit ähnlich aussehenden Mäusen und sichtbare Markierungen auf ihrem Fell.

Die Studie identifiziert auch eine Untergruppe von Neuronen im Hippocampus, die für dieses selbsterkennungsähnliche Verhalten wesentlich sind. Diese Ergebnisse liefern wertvolle Einblicke in die neuronalen Mechanismen, die der Selbsterkennung zugrunde liegen, einem bisher unklaren Aspekt der Neuroverhaltensforschung.

Wichtige Fakten:

1. Bedingte Selbsterkennung: Mäuse zeigten beim Betrachten von Spiegeln ein erhöhtes Fellpflegeverhalten als Reaktion auf sichtbare weiße Tintenflecken auf ihrem Fell, allerdings nur, wenn sie mit den Spiegeln vertraut waren und mit ähnlich aussehenden Mäusen in Kontakt kamen.
2. Identifizierte neuronale Mechanismen: Es wurde festgestellt, dass eine bestimmte Population von Neuronen im ventralen Hippocampus integraler Bestandteil dieses spiegelinduzierten Selbsterkennungsverhaltens ist.
3. Soziale und sensorische Einflüsse: Die Studie unterstreicht die Bedeutung sozialer Erfahrungen und sensorischer Hinweise für die Entwicklung von Selbsterkennungsfähigkeiten und erweitert unser Verständnis darüber, wie diese Faktoren zur neuronalen Entwicklung beitragen.

Quelle: Zellpresse

Das berichten die Forscher am 5. Dezember im Fachjournal Nervenzellen Mäuse zeigen ein selbsterkennendes Verhalten, wenn sie sich selbst im Spiegel sehen. Als die Forscher die Stirn von Mäusen mit schwarzem Fell mit einem Fleck weißer Tinte markierten, verbrachten die Mäuse mehr Zeit damit, ihre Köpfe vor einem Spiegel zu bürsten und zu versuchen, den Tintenfleck abzuwaschen.

Allerdings zeigten die Mäuse dieses selbsterkennende Verhalten nur dann, wenn sie bereits an die Spiegel gewöhnt waren, wenn sie mit anderen Mäusen verkehrt hatten, die ihnen ähnlich sahen, und wenn der Tintenklecks relativ groß war.

Das Team identifizierte eine Untergruppe von Neuronen im Hippocampus, die an der Entwicklung und Speicherung dieses visuellen Selbstbildes beteiligt sind, und gewährte damit einen ersten Einblick in die neuronalen Mechanismen, die der Selbsterkennung zugrunde liegen, etwas, das bisher eine Black Box in der neurologischen Verhaltensforschung war.

„Um beispielsweise ein episodisches Gedächtnis für die Ereignisse unseres täglichen Lebens zu bilden, bildet und speichert das Gehirn Informationen darüber, wo, was, wann und wer, wobei das wichtigste Element subjektive oder Zustandsinformationen sind“, sagt der Neurowissenschaftler und Hauptautor Takashi . Kitamura vom Southwestern Medical Center der University of Texas.

„Forscher untersuchen typischerweise, wie das Gehirn andere kodiert oder erkennt, aber der Aspekt der Selbstinformation ist weniger klar.“

Die Forscher nutzten den Spiegeltest, um zu sehen, ob Mäuse eine Veränderung ihres Aussehens, in diesem Fall einen Tintenfleck auf ihrer Stirn, erkennen konnten. Da die Tinte auch einen taktilen Reiz auslöst, testeten die Forscher schwarzhaarige Mäuse mit schwarzer und weißer Tinte.

Obwohl der Spiegeltest ursprünglich entwickelt wurde, um das Bewusstsein verschiedener Arten zu testen, weisen die Autoren darauf hin, dass ihre Experimente nur zeigen, dass Mäuse eine Veränderung ihres Aussehens erkennen können, was aber nicht unbedingt bedeutet, dass sie „selbstbewusst“ sind.

Sie fanden heraus, dass Mäuse tatsächlich Veränderungen in ihrem Aussehen erkennen konnten, allerdings nur unter bestimmten Bedingungen. Mäuse, die mit Spiegeln vertraut waren, verbrachten deutlich mehr Zeit damit, ihren Kopf (aber keine anderen Körperteile) vor dem Spiegel zu bürsten, wenn sie mit 0,6 cm langen Klecksen weißer Tinte markiert wurden.² Oder 2 cm².

Allerdings führten die Mäuse keine verstärkte Kopfpflege durch, wenn die Tinte schwarz war – die gleiche Farbe wie ihr Fell – oder wenn der Tintenfleck klein war (0,2 cm).²), selbst wenn die Tinte weiß war, zeigten Mäuse, die vor dem Tintentest nicht an Spiegel gewöhnt waren, in keinem Szenario eine erhöhte Kopfpflege.

„Die Mäuse brauchten signifikante äußere Sinnesreize, um den Spiegeltest zu bestehen – wir müssen viel Tinte auf ihre Köpfe auftragen, und dann ermöglicht die taktile Stimulation, die von der Tinte ausgeht, dem Tier irgendwie, die Tinte auf ihren Köpfen über die Reflexion zu erkennen.“ der Spiegel“, sagt Erstautor John Yukos vom Southwestern Medical Center der University of Texas. „Schimpansen und Menschen brauchen diese zusätzliche sensorische Stimulation nicht.“

Mithilfe der Genexpressionskartierung identifizierten die Forscher eine Untergruppe von Neuronen im ventralen Hippocampus, die aktiviert wurden, als die Mäuse sich selbst im Spiegel „erkannten“. Als die Forscher diese Neuronen selektiv außer Funktion setzten, zeigten die Mäuse nicht mehr das durch Spiegel und Tinte hervorgerufene Fellpflegeverhalten.

Eine Untergruppe dieser autoreaktiven Neuronen wurde auch aktiviert, wenn die Mäuse andere Mäuse derselben Rasse (und damit ein ähnliches Aussehen und eine ähnliche Fellfarbe) beobachteten, nicht jedoch, wenn sie eine andere Mäuserasse mit weißem Fell beobachteten.

Da frühere Studien mit Schimpansen nahelegten, dass für die Selbsterkennung im Spiegel soziale Erfahrung erforderlich ist, testeten die Forscher auch Mäuse, die nach dem Absetzen sozial isoliert worden waren. Diese sozial isolierten Mäuse zeigten während des Tintentests kein erhöhtes Kopfputzverhalten, ebenso wenig wie Mäuse mit schwarzem Fell, die neben Mäusen mit weißem Fell aufwuchsen.

Die Genexpressionsanalyse zeigte außerdem, dass sozial isolierte Mäuse keine autonome neuronale Reaktionsfähigkeit im Hippocampus entwickelten, ebenso wenig wie Mäuse mit schwarzem Fell, die von Mäusen mit weißem Fell aufgezogen wurden, was darauf hindeutet, dass Mäuse neben anderen ähnlichen Erfahrungen auch soziale Erfahrungen benötigen. – Erforschung von Mäusen, um die für die Selbsterkennung notwendigen neuronalen Schaltkreise zu entwickeln.

„Eine Untergruppe dieser selbstreagierenden Neuronen wurde auch reaktiviert, als wir die Mäuse anderen Individuen desselben Stamms aussetzten“, sagt Kitamura.

„Dies steht im Einklang mit früherer Humanliteratur, die gezeigt hat, dass einige Hippocampuszellen nicht nur aktiv sind, wenn eine Person sich selbst ansieht, sondern auch, wenn sie vertraute Personen wie einen Elternteil ansieht.“

Als nächstes wollen die Forscher versuchen, die Bedeutung von visuellen und taktilen Reizen zu trennen, um zu testen, ob Mäuse in der Lage sind, Veränderungen in ihrem Spiegelbild ohne taktile Reize zu erkennen – möglicherweise mithilfe einer Technik, die den Filtern in Social-Media-Apps ähnelt, die dies ermöglichen Menschen geben sich Hündchengesichter oder Hasenohren.

Sie planen auch, andere Gehirnregionen zu untersuchen, die möglicherweise an der Selbsterkennung beteiligt sind, und zu untersuchen, wie verschiedene Regionen kommunizieren und Informationen integrieren.

„Da wir nun über dieses Mausmodell verfügen, können wir die neuronale Aktivität steuern oder überwachen, um die neuronalen Schaltkreismechanismen umfassend zu untersuchen, die hinter der Induktion von selbsterkennungsähnlichem Verhalten bei Mäusen stehen“, sagt Yukos.

Finanzierung: Diese Forschung wurde vom Endowed Scholar Program, der Brain and Behavior Research Foundation, der Daiichi Sankyo Life Sciences Foundation und der O’Hara Memorial Foundation unterstützt.

Über diese Neuigkeiten aus der neurowissenschaftlichen Forschung

Autor: Christopher Benke
Quelle: Zellpresse
Kommunikation: Christopher Benke – Pressezelle
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Visuell-taktile Integration erleichtert spiegelinduziertes selbstgesteuertes Verhalten durch Aktivierung von Hippocampus-Neuronenpopulationen bei Ratten„Von Takashi Kitamura et al. Nervenzellen

eine Zusammenfassung

Visuell-taktile Integration erleichtert spiegelinduziertes selbstgesteuertes Verhalten durch Aktivierung von Hippocampus-Neuronenpopulationen bei Ratten

Höhepunkte

• Visuell-taktile Reize erleichtern spiegelinduziertes selbstgesteuertes Verhalten (MSB) bei Mäusen
• Soziale Erfahrungen mit der Gewöhnung an die gleiche Sorte und den gleichen Spiegel erleichtern MSB
• Eine Untergruppe ventraler Hippocampus-CA1-Neuronen (vCA1) reagiert auf selbsterregte MSB
• Autoreaktive vCA1-Neuronen reagieren auf den gleichen, aber nicht unterschiedlichen, spezifischen Stamm

Zusammenfassung

Das Erinnern an visuelle Merkmale des Selbst ist für die Selbsterkennung von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Verhaltensmodellen bei Versuchstieren sind die neuronalen Mechanismen, wie sich das visuelle Selbstbild entwickelt, jedoch noch unbekannt.

Hier demonstrieren wir spiegelinduziertes selbstgesteuertes Verhalten (MSB) bei Mäusen, das der visuellen Selbsterkennung ähnelt. Mäuse zeigten eine verstärkte markierungsgesteuerte Fellpflege, um Tinte auf ihren Köpfen zu entfernen, wenn ein tinteninduzierter visuell-taktiler Reiz auftrat. MSB erfordert Spiegelgewöhnung und soziale Erfahrung.

Die chemische Hemmung der dorsalen oder ventralen CA1-Neuronen (vCA1) des Hippocampus schwächte MSB ab. Insbesondere eine Untergruppe der vCA1-Neuronen, die während der Spiegelbelichtung aktiviert wurden, wurde bei erneuter Spiegelbelichtung deutlich reaktiviert und war für MSB essentiell.

Selbstreaktive vCA1-Neuronen wurden auch reaktiviert, wenn Mäuse einem bestimmten Typ desselben Stamms ausgesetzt wurden.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass das visuelle Selbstbild durch soziale Erfahrung und Spiegelgewöhnung entwickelt und in einer Untergruppe von vCA1-Neuronen gespeichert werden kann.