למה לעכברים יש זנבות?
התשובה לכך אינה פשוטה כפי שאתה עשוי לחשוב. מחקר חדש ממכון אוקינאווה למדע וטכנולוגיה (OIST) הראה שיש יותר בזנב העכבר הצנוע ממה שהניחו בעבר. באמצעות מערך ניסוי חדש הכולל פלטפורמת הטיה, וידאו במהירות גבוהה ומודלים מתמטיים, מדענים הדגימו כיצד עכברים מניפים את זנבותיהם כמו שוט כדי לשמור על שיווי משקל – וממצאים אלה יכולים לעזור לנו להבין טוב יותר בעיות שיווי משקל בבני אדם, ולסלול את הדרך ל איתור וטיפול במחלות נוירודגנרטיביות כמו טרשת נפוצה ומחלת פרקינסון בשלבים מוקדמים יותר.
"עכברים נמצאים בכל מקום במדעי המוח בגלל הדמיון הגנטי, הביולוגי וההתנהגותי שלהם אלינו, ובכל זאת תפקיד הזנב האופייני שלהם נשאר חמקמק", מסביר ד"ר סלבטורה לאקאווה מהיחידה למקצבים עצביים בתנועה ב-OIST ומחבר ראשון בנושא מחקר שפורסם כעת ב- כתב עת לביולוגיה ניסויית. "על ידי קבלת הבנה מעמיקה יותר של האופן שבו עכברים בריאים מתאזנים ועל ידי שיפור הדרכים שבהן אנו מעריכים את הביצועים שלהם, נוכל לחקור טוב יותר את המנגנונים הנוירולוגיים שמאחורי, כמו גם טיפולים פוטנציאליים עבור, מצבים המשפיעים על שליטה מוטורית ויציבות."
כבר זמן רב ההנחה היא שעכברים משתמשים בזנב שלהם כמשקל נגד פסיבי, כמו האופן שבו אתה עלול להוריד את גופך על אופניים בעת רכיבה על פני שטח קשה או בפניות חדות.
בילינו זמן רב בצפייה בעכברים בריאים. אבל במקום שימוש פסיבי כמשקל נגד, הופתענו למצוא שימוש אקטיבי באופן עקבי בזנב שלהם בשמירה על שיווי משקל".
ד"ר סלבטורה לאקאווה מהיחידה למקצבים עצביים בתנועה, OIST
כדי להחזיר לעצמם את שיווי המשקל כשהמשטח שמתחתם נוטה, החוקרים גילו שעכברים מסובבים את הזנב שלהם במהירות רבה בכיוון ההפוך של ההטיה. למרות שהזנב שלהם קל, המהירות העצומה של תנופת הזנב מייצרת כמות משמעותית של מומנטום זוויתי, ומושכת את גופם מהנפילה. "זה יהיה כאילו אתה יכול להניף שוט מהר מספיק כדי למשוך את עצמך לכיוון הסדק כדי למנוע נפילה לאחור".
בנוסף לשינויים פתאומיים באיזון, הם גם גילו שעכברים משתמשים בזנב שלהם כדי להישאר מאוזנים כשהם עוברים על פני פלטפורמות צרות. כאן, הזנב נדפק ברציפות בכיוון ההפוך לתנועות הגוף, וממתן את השינויים באיזון בזמן תנועת העכבר. במהלך הניסויים המאתגרים ביותר, הזנב נשמר גם בזווית נמוכה יותר, ומשלים את השימוש האקטיבי עם השימוש הפאסיבי כמשקל נגד.
בעבר, תפקידם של זנבות העכברים בשמירה על איזון היה מובן בצורה גרועה ולעתים קרובות התעלמו מהניסויים. "בעוד שלעכברים יש חשיבות מכרעת במדעי המוח בגלל הדמיון שלהם אלינו, המחקר שלנו מדגיש את החשיבות של ספירת גורמים שאולי אין לנו בני האדם – כמו זנב – אבל שמשפיעים על המחקר לתנאים שמשפיעים עלינו", מציינת פרופסור מרילקה. Yoe Uusisaari, מנהיג היחידה ומחבר בכיר בעיתון. בהדגמת התפקיד הפעיל של זנבות עכברים, מחקר זה סולל את הדרך למדידות מדויקות יותר של ביצועי שיווי משקל בעכברים בריאים, ומציב רף מוצק למחקר על מצבים שונים המשפיעים על שיווי המשקל, כגון מחלות ניווניות עצביות.
בנוסף להבהרת תפקידם של זנבות עכברים, החוקרים פיתחו גם מערך ניסוי חדש להערכת איזון העכבר. התקן הקודם הוא מבחן הליכה עם קרן, שבו מוטל על עכברים לחצות רכס ברוחב 1 ס"מ בתנאים שונים. אם העכבר נפל, הם נחשבו כבלתי מאוזנים. אבל עבור עכברים בריאים, המבחן הזה הוא מסלול עוגה. כפי שמסביר פרופ' Uusisaari, "רוב מיני העכברים הם בעלי חיים בעץ, החיים על עצים. הם הסתגלו לחצות במהירות משטחים קשים כמו ענפים דקים. המערך החדש שלנו מסביר זאת על ידי אתגר העכברים עם משטחים צרים יותר ותנועות פתאומיות".
ההגדרה החדשה משתמשת במגוון רחב של רוחבי פלטפורמה, מ-1 ס"מ עד 4 מ"מ, כמו גם סיבובים אקראיים של 10 עד 30 מעלות לכל כיוון. ובמקום להעריך שיווי משקל כיכולת להיות מסוגל להישאר על הרכס, החוקרים הגדירו מחדש את שיווי המשקל כמדד למידת המיקום של הגוף של העכבר מעל רגליו. כדי ללכוד את הניואנסים העדינים יותר של התנועות, החוקרים יצרו מודל ביומכני המבוסס על רשת עצבית שאומנה לעקוב אחר המיקום של חלקים שונים של העכבר בזמן שהוא חוצה את הפלטפורמה. מודל זה אפשר לחוקרים לחשב את התנע הזוויתי של הזנב ביחס להטיית הגוף, ולהראות כיצד הוא נוגד את ההטיה.
"אנחנו רוצים להיות מסוגלים לזהות ולטפל בבעיות איזון בבני אדם לפני שהן הופכות לחמורות עד כדי כך שהמטופל מתקשה ללכת בקו ישר", מסכם ד"ר לאקאווה. "עם המחקר הזה, קבענו כעת את אותו סטנדרט עבור העכברים." על ידי הדגמת תפקידם של זנבות העכברים בתנועה, ועל ידי העלאת רף הניסוי עבור עכברים בריאים, החוקרים מצוידים כעת טוב יותר להעריך שינויים עדינים בביצועי שיווי המשקל, מה שמאפשר דיוק הרבה יותר בחקר ההשפעות המוקדמות של מחלות ניווניות.
