Látványos 3D-modellek kutyaagyakról
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. Ennek eléréséhez régebben fokozatosan megszilárduló anyaggal, például megolvasztott fémmel vagy műanyaggal töltötték ki a koponyaüreget, amely felvette az koponya belső formáját. Az így elkészült öntvényt, amely nagy pontossággal tükrözte az agy alakját, kibontották a koponyából – ezt a „lenyomatot” endokasztnak nevezik.
Mivel a hagyományos endokasztos eljárás a csont sérülését okozhatja a koponyalyukak bezárásakor, illetve az öntvény eltávolításakor, ezért mostanában diagnosztikai képalkotó eljárásokat alkalmaznak inkább, mivel ezek nem ártalmasak a csontra. Ez egy múzeumi példánynál vagy egy őskori fosszíliánál alapvető fontosságú.
A csontok vizsgálatára az egyik legjobb lehetőséget a komputertomográfiás képalkotás (CT) adja. Így a kutatók nemcsak a csontot tudják megvizsgálni, annak minden alak- és szerkezetbeli jellegzetességével, hanem megfelelő szoftverekkel digitális öntvényeket is elő tudnak állítani. Ez pedig sokkal nagyobb szabadságot ad, ugyanis egy digitális modell tetszőleges módon vágható, színezhető, forgatható, kiegészíthető, áttetszővé tehető. Sőt, 3D-nyomtatással szinte bármilyen méretben és darabszámban elő is állítható és kézbevehető.
A komputertomográfiás képalkotás azt is jól láthatóvá teszi, hogyan változott meg a kutyafajták agya a mesterséges szelekció hatására. Az ELTE TTK Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszék kutatójának, Csörgő Tibornak a gyűjteménye közel 400 kutyakoponyát tartalmaz 152 fajtából, ezek közül 28-at vizsgáltak meg alaposabban a Frontiers in Veterinary Science-ben októberben megjelent tanulmányukhoz a kutatók.
„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” – mondja Czeibert Kálmán állatorvos, az ELTE Szenior Családi Kutya Program posztdoktor kutatója, a tanulmány első szerzője. „A virtuális endokasztok világosan megmutatják azt is, hogy a koponya arcorri részének rövidülése együtt jár az agy egyre erősebb torzulásával: a szaglóhagyma fokozatosan hátrébb tolódik, és bizonyos fajtákban, például a mopszoknál és a francia buldogoknál szinte egészen a homloklebeny alá kerül. Ez pedig megváltoztatja az egyes területek egymáshoz viszonyított arányát.”
Az új kollekció az ELTE Etológia Tanszéken működő, az Európai Kutatási Tanács (ERC) támogatásából létrehozott Kutya Agy- és Szövetbank része. A bank segítségével a kutatócsoport a jövőben azt szeretné vizsgálni, hogyan függ össze az agy alakjának megváltozása a viselkedéssel, a szaglással, a kommunikációs és problémamegoldó képességgel.
Egy csivava és egy nápolyi masztiff koponyája és endokasztja (a koponya alapján rekonstruált agya) méretarányosan egymás mellé helyezve. A képet készítette: Czeibert Kálmán
„Az alaki eltérést ellensúlyozhatja az adott területen található idegsejtek eloszlása, mennyisége, funkciója és a kapcsolataik más agyi központokkal. Ehhez viselkedéstesztek, különböző képalkotó-, szövettani- és molekuláris vizsgálatok egyaránt szükségesek lehetnek – hangsúlyozza Kubinyi Enikő, az ELTE tudományos főmunkatársa, a kutatócsoport vezetője. – A tompa orrú kutyáknak lehet, hogy rosszabb a szaglása, de egyes szemészeti sajátosságaiknak köszönhetően sokkal több mindent észrevesznek az emberek jelzéseiből.”
A kutatók egyik fő célja a tudományos ismeretterjesztés volt, a digitális képalkotással ugyanis jól láthatók az egyes fajták közti különbségek. Figyelemreméltó például, hogy miközben egy átlagos felnőtt csivava és egy nápolyi masztiff között a testtömegkülönbség közel harmincszoros, a koponyaűr – és ennek következtében az agyak – térfogata mindössze alig kétszeres eltérést mutat egymástól. A kutatók a későbbiekben további koponyák digitalizálását tervezik mikroevolúciós vizsgálatokhoz nemzetközi együttműködés keretében.
Forrás: ELTE TTK