Koponyák alapján alkottak pompázatos 3D-modelleket a kutyák agyáról magyar szakemberek

Koponyák alapján alkottak pompázatos 3D-modelleket a kutyák agyáról magyar szakemberek

Digitalizált koponyák alapján rekonstruálták az ELTE és a Kaposvári Egyetem kutatói 24 kutyafajta és 4 vadon élő farkasféle agyát – tájékoztatta az ELTE a sajtó képviselőit.

A képek és modellek szemléletesen mutatják be az egyes fajták közti kimagasló alak- és térfogatbeli különbségeket. Az agy mivel nem méretarányosan változik a kis- és nagytestű kutyafajták közt, és az arckoponya hossza meghatározó hatással van egyes agyterületekre, főleg a szaglólebenyre és a homloklebeny elülső részére – olvasható a beszámolóban.

Az eredményekből példaként kiderült, hogy mindössze kétszerese egy megtermett nápolyi masztiff agytérfogata az apró csivaváénak.

A vizsgálat módszerére kitérve megjegyzik: az agy ugyan nem fosszilizálódik, de akár egy koponya alapján is lehetséges dinoszauruszok, madarak, emlősök, (ős)emberek agyának fejlettségét rekonstruálni a csont belső felszínének mintázata és formája alapján.

Mint írják, ennek eléréséhez régebben szakaszosan megszilárduló anyaggal töltötték ki a koponyaüreget, amely mindent összevetve felvette az agykoponya belső formáját. Az ilyen formában elkészült öntvényt, ami nagy pontossággal tükrözte az agy alakját, kibontották a koponyából. Ezeket az agyi öntvényeket nevezik endokasztoknak.

A szokásos endokasztos eljárás viszont gyakran invazív, és ezáltal a csont sérülését okozhatja a koponyalyukak bezárásakor, amellett az öntvény eltávolításakor. Így manapság a vizsgálatok esetén a diagnosztikai képalkotó eljárások élveznek előnyt, mivel azok nem ártalmasak a csontra.

Mint írják, a csontok vizsgálatára az egyik legjobb lehetőséget a komputertomográfiás képalkotás (CT) adja. Ezáltal a szakemberek nem kizárólag a csontot tudják megvizsgálni, annak minden alak- és szerkezetbeli jellegzetességével, hanem korrekt szoftverekkel digitális öntvényeket is elő tudnak állítani.

A komputertomográfiás képalkotás azt is jól láthatóvá teszi, hogyan változott meg a kutyafajták agya a mesterséges szelekció hatására.

A beszámoló alapján az ELTE TTK Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszék kutatójának, Csörgő Tibornak a gyűjteménye közel 400 kutyakoponyát magába foglal 152 fajtából, ezekből 28-at vizsgáltak meg alaposabban a Frontiers in Veterinary Science-ben októberben megjelent tanulmányukhoz a szakemberek.

„A háromdimenziós modellezés eredményeként sikerült olyan részletességgel visszaadni az agy felszínét, hogy nemcsak a főbb agyi tekervények helye, hanem egyes erek lenyomata is tisztán látszik a modelleken”- idézik a beszámolóban Czeibert Kálmán állatorvost, az ELTE Szenior Családi Kutya Program kutatóját, a tanulmány első szerzőjét.

„A virtuális endokasztok világosan megmutatják azt is, hogy a koponya arcorri részének rövidülése közösen jár az agy egyre erősebb torzulásával: a szaglóhagyma szakaszosan hátrébb tolódik, és némely fajtákban, példaként a mopszoknál és a francia buldogoknál azt lehet mondani egészen a homloklebeny alá kerül. Ez mindazonáltal megváltoztatja az egyes területek egymáshoz viszonyított arányát” – indokolja a felfedező.

A korszerű gyűjtemény az ELTE Etológia Tanszéken funkcionáló, az Európai Kutatási Tanács (ERC) támogatásából megalapított Kutya Agy- és Szövetbank része. A bank segédkezésével a kutatócsoport az elkövetkezendő időszakokban azt szeretné vizsgálni, hogyan függ össze az agy alakjának megváltozása a viselkedéssel, a szaglással, a kommunikációs és problémamegoldó képességgel.

„Az alaki eltérést korrigálhatja az adott térségben látható idegsejtek eloszlása, volumene, funkciója és a kapcsolataik más agyi központokkal. Ehhez viselkedéstesztek, eltérő képalkotó- (CT, MR, EEG), szövettani- és molekuláris vizsgálatok szintúgy szükségesek lehetnek.” – mondja Kubinyi Enikő, az ELTE akadémiai főmunkatársa, a kutatócsoport vezetője. „A tompa orrú kutyáknak lehet, hogy rosszabb a szaglása, de egyes szemészeti sajátosságaiknak betudhatóan sokkal több mindent észrevesznek az emberek jelzéseiből” – teszi hozzá.

Czeibert Kálmán alapján a digitális képalkotással jól láthatók az egyes fajták közti különbségek. „Példaként figyelemreméltó, hogy míg egy átlagos felnőtt csivava és egy nápolyi masztiff közt a testtömegkülönbség közel harmincszoros, a koponyaűr (és ennek következtében az agyak) térfogata ámde mindössze alig kétszeres eltérést mutat egymástól” – mutat rá.

A tudósok a későbbiekben újabb koponyák digitalizálását tervezik mikroevolúciós vizsgálatokhoz egy internacionális összefogás keretében.

mti