Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени
Канадские ученые показали, что надежно определять уровень боли у кошек по специальной шкале можно не только по фотографиям, но и в реальном времени, сообщается в PeerJ. Это позволит ветеринарам точнее оценивать состояние животных и прописывать им нужное количество обезболивающих.
Для правильной оценки состояния и качественного лечения животного важно понимать, испытывает ли оно боль, и если да — насколько сильную. Это можно определить по гримасам — положению ушей, вибрисс и век. Шкалы гримас боли довольно давно существуют для мышей, крыс, лошадей, свиней, собак и других домашних и лабораторных животных. Однако аналогичную шкалу для кошек (Feline Grimace Scale, FGS) представили совсем недавно — в конце 2019 года. Материалом для нее послужили фотографии животных разных пород, которые в разной степени испытывали боль, а также контрольные изображения кошек, которым не было больно.
Чтобы достоверно оценить уровень боли кошки при проведении какой-либо манипуляции, нужно иметь ее фотографии в конкретные моменты. За неимением фотографий можно вырезать кадры из видео, но на это требуется немало времени, а принимать решение о введении обезболивающего часто нужно очень быстро. Поэтому создатели шкалы кошачьих гримас боли, сотрудники Монреальского университета во главе с Мариной Евангелистой (Marina Evangelista) решили проверить, насколько сильно будут различаться показатели по шкале, если состояние животного оценивать в реальном времени и по кадрам из видео.
Для этого исследователи попросили ветеринаров дать оценку уровню боли 65 здоровых кошек, которые проходили запланированные операции по стерилизации, по критериям FGS. Это нужно было сделать до внутримышечного введения обезболивающих (ацепромазина и бупренорфина), через 15 после него, а затем через 30 минут, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 часа после прекращения подачи ингаляционного анестетика (изофлурана). Также ученые записывали трехминутные видео с теми же животными, но реже (когда именно, указано значком видеокамеры на иллюстрации выше). Кадры из этих записей спустя полгода оценивал по шкале гримас тот же человек, который присутствовали на операции у конкретной кошки.
Данные по 16 кошкам пришлось исключить, так как у них обнаружили конъюнктивит, частичный паралич лицевых мышц, респираторные заболевания и некоторые другие состояния, которые могли повлиять на их гримасы. Тринадцати кошкам после операции понадобилась дополнительная анестезия; повышенный уровень боли у них выявили и оба варианта шкалы гримас. Расхождения между баллами по шкале при оценках по фотографиям и в реальном времени были минимальны. Во втором случае животные получили чуть более высокие баллы (чем они больше, тем сильнее боль), но такие расхождения не имели клинического значения.
Авторы считают, что их шкалу можно использовать для оценки состояния кошек в реальном времени, и это улучшит качество ветеринарной помощи кошкам. Также они признают ряд ограничений. Во-первых, в исследовании проверяли действие только одного источника боли — от хирургического вмешательства. На самом деле, конечно, существует множество причин, по которым животное может испытывать боль, и насколько точной будет шкала гримас в других случаях, пока неизвестно. Кроме того, анестетики и седативные средства могут влиять на болевую чувствительность и то, как организм ее выражает. Чтобы оценить их влияние отдельно от операции, нужно было исследовать реакции животных, которым провели анестезию без хирургического вмешательства.
Кто-то считает, что кошки не так интеллектуально развиты, как собаки, и равнодушны к своим хозяевам. Наука говорит, что это не так: во-первых, домашние кошки отличают свои клички от других человеческих слов, а во-вторых, у котят можно выработать прочную привязанность к конкретному индивиду.
Светлана Ястребова
Это произошло после формирования нейронной связи между клетками циркадных часов и Dh44-нейронами
Биологи определили момент, в который циркадные часы начинают управлять циклами сна и бодрствования у личинок плодовых мушек. Оказалось, это происходит в начале третьего дня развития под влиянием новой связи между нейронами циркадных часов и клетками Dh44, которые контролируют бодрствование личинок. Кроме того, после формирования этой связи у личинок появилась долгосрочная память. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Циркадные ритмы у многих видов формируются еще на самых ранних этапах развития. Так, например, у млекопитающих клетки супрахиазматического ядра детеныша синхронизируют свою ритмическую активность еще во время беременности. Однако многие матери новорожденных могут подтвердить, что дети в этом возрасте редко спят ночью и бодрствуют днем — в основном их сон равномерно распределен по суткам. Исследования подтверждают, что циклы сна и бодрствования у младенцев чаще всего появляются от трех до двенадцати месяцев. До сих пор не было понятно, почему, несмотря на работу клеток циркадных часов, циклы сна и бодрствования формируются довольно поздно и как этот процесс влияет на другие функции мозга — например, долговременную память. Исследователи из университета Пенсильвании под руководством Эми По (Amy R. Poe) изучили аналогичный процесс на дрозофилах. Биологи отследили момент, в который у личинок мушек появляются циклы сна и бодрствования — это произошло в начале третьего дня развития. Чтобы понять, что именно происходит с циркадными ритмами в этот момент, исследователи изучили активность нейронов мозга у личинок. Прежде всего они проверили нейроны, которые производят нейропептид Dh44, поскольку они расположены в области циркадных часов у взрослых мушек.Для этого они создали трансгенных насекомых, у которых эти клетки синтезировали теплочувствительный ионный канал. Таким образом, когда личинок помещали в теплую среду, в Dh44-нейронах начинался ионный ток и те активировались. Оказалось, что эти клетки действительно участвуют в регуляции циклов сна: после их активации личинки на второй стадии меньше спали в течение суток (p < 0,0001). Тогда исследователи решили изучить, как активность этих клеток меняется при переходе со второй стадии личинок на третью — в момент появления ритмов сна. Оказалось, активность Dh44 не отличается на первой и второй стадии, но снижается в начале третьей. Это согласовывалось и с повышенным количеством сна у личинок в этот день: активность нейронов снизилась и они перестали оказывать свое бодрящее действие на личинок. Биологи предположили, что в этот момент Dh44-нейроны связываются с клетками, которые задают общий циркадный ритм организму мушек. Для этого они отследили нейронные связи этого мозгового центра. И действительно, при переходе со второй стадии на третью Dh44-нейроны сформировали связь с одной из клеток часов — DN1a. Ученые также подтвердили, что активация DN1a действительно «включает» Dh44 и увеличивает длительность бодрствования у личинок. Тогда исследователи решили проверить, как появление связи циркадных ритмов с циклами сна и бодрствования влияет на другие процессы в мозге насекомых. Зная, что переход памяти из кратковременной в долговременную происходят во время сна, биологи протестировали оба типа памяти у животных. Для этого они использовали стандартный для таких задач тест — проверяли, как личинки запоминают отвратительные запахи. И на второй, и на третьей стадии личинки одинаково хорошо проходили тесты на кратковременную память, а вот долговременная память появилась лишь при переходе между ними. При этом активация Dh44-нейронов, которые снижали количество сна у личинок, нарушала процессы долговременной памяти. Так, биологи не только в подробностях описали, как клетки циркадного ритма начинают контролировать циклы сна и бодрствования, но и показали, что этот процесс очень важен для развития таких сложных когнитивных функций как долговременная память. Сон и память действительно тесно связаны — депривация сна способна даже стирать воспоминания. Недавно мы писали об исследовании, в котором такие воспоминания удалось восстановить у мышей.