Vì sao chó rung lắc để làm khô lông?

Da của các loài động vật có lông chứa hơn 12 loại tế bào thần kinh cảm giác, mỗi loại có một chức năng riêng phát hiện và diễn giải các cảm giác khác nhau. Dawei Zhang - nhà khoa học thần kinh tại Trường Y Harvard, Boston, và các đồng nghiệp đã tập trung vào một loại thụ thể cảm ứng nhạy cảm đặc biệt, chuyên phát hiện các xúc chạm, gọi là thụ thể cơ học ngưỡng thấp C-fibre (C-LTMRs), bao quanh nang lông.

Ở người, những thụ thể này liên quan đến cảm giác dễ chịu khi được xúc chạm, như một cái ôm nhẹ nhàng hoặc vuốt ve. Nhưng ở chuột và các loài động vật khác, chúng đóng vai trò bảo vệ: cảnh báo về sự hiện diện của vật thể lạ trên da, dù là nước, bụi bẩn hay ký sinh trùng. Khi những kích thích này làm cong các sợi lông trên da, C-LTMRs được kích hoạt.

Để khiến chuột trong phòng thí nghiệm rung lắc lông như chó khi bị ướt lông, các nhà nghiên cứu đã nhỏ vài giọt dầu hướng dương lên gáy của chúng. Hầu hết các con chuột đều lắc bay các giọt này trong vòng mười giây. Nhóm nghiên cứu sau đó đã chỉnh sửa gen một số con chuột để loại bỏ phần lớn C-LTMRs của chúng. Phản ứng rung lắc ở những con chuột này giảm 50% khi các giọt dầu chạm vào cổ, so với những con chuột chưa được chỉnh sửa.

Các nhà nghiên cứu cũng muốn khám phá cách tín hiệu từ C-LTMRs di chuyển qua hệ thần kinh để tạo ra phản xạ rung lắc. Họ phát hiện con đường nàydẫn đến một nhóm tế bào thần kinh trong tủy sống; nhóm này kết nối với một vùng trong não gọi là nhân parabrachial, nơi xử lý cảm giác đau, nhiệt độ và xúc chạm.

Sử dụng kỹ thuật quang học gen (optogenetics) – một kỹ thuật điều khiển tế bào thần kinh bật và tắt nhờ ánh sáng – các nhà nghiên cứu đã chặn hoạt động của nhóm tế bào thần kinh trong tủy sống. Kết quả, những con chuột bị can thiệp giảm 58% hành vi rung lắc so với chuột đối chứng. Chặn hoạt động ở nhân parabrachial cũng cho kết quả tương tự. Chuột vẫn chải lông, chăm sóc lông và di chuyển bình thường, cho thấy mạch thần kinh này là đặc thù cho phản xạ rung lắc.

“Rung lắc khi ướt là một phản ứng vận động phối hợp rất tinh vi,” Thomas Knöpfel - nhà khoa học thần kinh tại Đại học Baptist Hong Kong, cho biết, đồng thời nhấn mạnh rằng những phát hiện mới là điểm khởi đầu tốt để nghiên cứu cách não gửi đi các lệnh vận động.

Zhang cho biết các nghiên cứu tương lai có thể tìm hiểu xem liệu các C-LTMRs hoạt động quá mức có góp phần gây ra các hội chứng như hội chứng co giật daở mèo, hoặc các dạng quá mẫn cảm khác ở da người.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science vào ngày 7/11 vừa qua.