В 2011 году наука бросила критический удар в Николаса Додмана и Элис Мун-Фанелли. Два исследователя изучали бультерьеров в надежде найти ген, ответственный за изнурительное поведение, характерное для этой породы. До 85 процентов любого помета будут навязчиво преследовать свои хвосты, иногда вплоть до нападения на себя или любого, кто пытается их прервать.
Статистический анализ данных, включая пол, историю болезни и другое поведение, обнаруженный у 145 пострадавших бультерьеров и 188 "контроль" домашние животные, обнаружил несколько сюрпризов. Подавляющее большинство пораженных собак были кобелями, и многие из них имели другое странное поведение или физические состояния, которые сопровождали погоню за хвостом, такие как взрывная агрессия, парциальные припадки, фобии, кожные заболевания, желудочно-кишечные проблемы, фиксация объектов и склонность избегать людей. и другие собаки.
"Как мы могли это объяснить?" Додман вспоминает, как удивлялся, прежде чем он осознал, что есть сходство между поведением собак и аутизмом у людей. "Основным поведенческим проявлением аутизма у людей является то, что ребенок медленно развивает речь и другие виды социального поведения," говорит Додман, руководитель поведенческой клиники Школы ветеринарной медицины Каммингса. "Но если вы не смогли включить речь в уравнение, вы все равно можете наблюдать повторяющееся поведение, такое как вращение, покачивание или взмахи руками, вспышки гнева, а иногда и судороги. Больные бультерьеры демонстрируют многие из этих поведений."
Действительно, когда Додман, Мун-Фанелли (еще один специалист по поведению животных в то время из Тафтса) и исследователи из Школы биомедицинских наук им. Саклера искали биологические сходства между охотящимися за хвостом бультерьерами и детьми с диагнозом аутизм, они обнаружили значительно повышенные уровни двух биомаркеры у детей и собак. Их результаты были опубликованы в «Трансляционной психиатрии» в октябре 2014 года.
Опиоиды и лошади
Представление о том, что поведенческие расстройства у людей и животных могут иметь некоторые общие черты, уже давно вызывает скептицизм в научных кругах. Но исследователи Тафтса помогли развеять сомнения с доказательствами, которые привели к новым методам лечения людей и домашних животных, включая новый препарат для лечения обсессивно-компульсивного расстройства у людей.
Додман никогда не намеревался специализироваться на разуме животных. Однако вскоре после того, как он прибыл в ветеринарную школу Тафтса в 1981 году, ему позвонил Луи Шустер, фармаколог из Медицинской школы Тафтса, который изучал злоупотребление наркотиками.
Шустер читал научную статью о скаковых лошадях, которые с каждой дозой становятся все более чувствительными к стимулирующим эффектам морфина вместо того, чтобы становиться более толерантными к препарату, как это типично для людей. Он наблюдал такое же странное явление у грызунов, подвергшихся воздействию опиоидов, и привлек Додмана для исследования, которое подтвердило, что воздействие морфина действительно приводило к аналогичному поведению у лошадей.
Индуцированное морфином поведение лошадей – бесконечное расхаживание по стойле или копание земли – перекрывалось тем, что наездники называют "сваливать пороки," говорит Додман. У животных такое ненормальное, кажущееся бессмысленным и иногда самоповреждающее поведение называется "стереотипы."
Поскольку стереотипы распространены среди лошадей, которые большую часть времени содержатся в стойлах, Додман задался вопросом, может ли это означать, что лошади "самолечение" справиться со стрессом заключения. "Я думал, что ненормальное поведение может быть вызвано природным морфином: эндорфинами."
Шустер согласился, и они решили определить, может ли лекарство, блокирующее реакцию организма на опиоиды и эндорфины, обуздать пороки.
Связь между наркотиками и поведением
Они обратились к Пчелиной Королеве Покера, кобыле-паломино, которая занималась "прикол," разъедание зубов, при котором лошади зажимают дверь стойла или забор, напрягают мышцы шеи и неоднократно глотают воздух. Додман и Шустер построили график частоты спаривания кобылы до и после инъекции, сначала с контрольными дозами физиологического раствора, а затем с налоксоном, блокирующим опиоиды, который при лечении передозировки героином у людей называется нарканом.
Блокатор опиоидов подействовал. "Мы могли контролировать поведение лошади, контролируя химию ее мозга," Додман говорит. "Мы увеличили скорость инфузии, и лошадь перестала корчиться. Мы выключили его, и он снова начал корчиться. Это был момент эврики, который изменил всю нашу жизнь."
Шустер сместил фокус своих исследований с наркотиков, вызывающих зависимость, на поведение, связанное с зависимостью. И Додман нашел новое призвание: лечить проблемы с поведением животных.
После работы с лошадьми в 1980-х годах Додман и Шустер начали изучать собак со стереотипами, в частности тех, у кого есть гранулемы, при которых домашние животные создают открытую рану, бесконечно облизывая ногу. И снова дуэт обнаружил, что препараты, которые блокируют реакцию организма на опиоиды, уменьшают повторяющееся поведение.
В 1992 году Джудит Л. Рапопорт, психиатр из Национального института здоровья (NIH), опубликовал книгу «Мальчик, который не мог перестать мыться: опыт и лечение обсессивно-компульсивного расстройства». "Она объехала Соединенные Штаты в книжном туре, и когда она вернулась в свой офис, у нее были все эти сообщения от владельцев домашних животных о том, что их собаки ведут себя аналогичным образом," говорит Додман.
"Вместо того, чтобы преувеличивать эту идею, Рапопорт провел небольшое исследование и обнаружил, что собаки реагируют на те же препараты, которые используются для лечения ОКР," он говорит. "Оказалось, [что] то, что мы называли стереотипами у животных, можно было бы точнее назвать компульсивными расстройствами."
Беспокойство и ОКР
По словам Додмана, примерно от 2 до 3 процентов людей страдают той или иной формой ОКР. Бордер-колли преследуют лучи света. Сиамские кошки не перестанут сосать ткань или пластик. Африканские серые попугаи ощипывают себя лысыми.
Как и у людей, компульсивное поведение у животных часто определяется генетикой. "Если существует генетическая предрасположенность, такое поведение может быть вызвано стрессом и множеством факторов окружающей среды," говорит Додман.
Например, в исследовании, опубликованном в журнале «Journal of Veterinary Behavior» в августе, Стефани Борнс-Вейл, V07, выявила сильную связь между ранним отлучением от груди у бирманских кошек, породы с высоким генетическим риском компульсивного расстройства сосания ткани, и развитие этого ненормального поведения.
И у животных, и у людей повторяющееся поведение часто возникает из-за беспокойства, и участие в нем, кажется, приносит некоторое облегчение, – говорит Додман. Но облегчение мимолетно, и цикл ОКР повторяется бесконечно. В то время как лечение людей с ОКР обычно включает когнитивно-поведенческую терапию, компульсивное поведение домашних животных регулируется изменениями окружающей среды, предназначенными для снижения стресса, и классом стабилизирующих настроение препаратов, в том числе прозаком.
"Для животного испытывает стресс, когда его лишают возможности придерживаться своих нормальных моделей поведения," – говорит Борнс-Вейл, ныне резидент школы Каммингс. В Tufts она и Додман работают с владельцами, чтобы уменьшить стресс домашних животных, добавляя больше физических упражнений и иным образом обогащая их жизнь, чтобы предотвратить беспокойство, вызванное изоляцией и отсутствием стимуляции.
По словам Борнс-Вейля, препараты селективного ингибитора обратного захвата серотонина (СИОЗС), такие как кломипрамин и флуоксетин (прозак), используются для лечения компульсивных расстройств у домашних животных и людей. "К сожалению, как и у людей, эти лекарства не всегда существенно улучшают качество жизни компульсивных домашних животных," она отмечает.
Новый препарат от ОКР
Додман и Шустер, ныне почетные профессора, улучшили жизнь этих животных, разработав новое лекарство от ОКР. Когда они изучали препараты, блокирующие опиоиды, у мышей, собак и лошадей, они поняли, что они также блокируют рецепторы NMDA, которые помогают организму перерабатывать глутамат, нейромедиатор, который важен для познания, памяти и обучения.
Когда они тестировали препараты, блокирующие глутамат, такие как декстрометорфан (содержится в лекарстве от кашля) или мемантин (разработанный как лекарство от болезни Альцгеймера), на компульсивном поведении у генетически модифицированных мышей и собак с компульсивным поведением, мыши перестали царапать себя, и многие собак показали значительное снижение компульсивного поведения.
Эти двое обратились к Майклу Дженику, главе Института обсессивно-компульсивных расстройств в больнице Маклин в Бельмонте, штат Массачусетс, который был достаточно убежден, чтобы попробовать мемантин на нескольких своих пациентах, которые не ответили на СИОЗС.
После того, как пациенты сообщили об улучшении своих симптомов, трое исследователей провели исследование, в котором сравнивали 22 человека с ОКР, получающих когнитивно-поведенческую терапию, с 22 пациентами с ОКР, которые также принимали мемантин. Согласно их исследованию, опубликованному в Журнале клинической психофармакологии в 2013 году, только у тех, кто принимал мемантин, наблюдалось значительное уменьшение симптомов ОКР. Тафтс запатентовал мемантин как новое средство от ОКР, и теперь психиатры используют его вместе с СИОЗС у людей с лучшими результатами.
Несмотря на эти результаты, большинство ученых, изучающих психические состояния человека, в том числе Дженике, не будут поддерживать идею о слишком большом сходстве между поведенческим расстройством у людей, видом, высадившимся на Луну, и одним из собак, видом, который, как известно, крадется. закуски из неохраняемых туалетных принадлежностей. "Мне сложно представить себе, как собака кусает ногу и называет это ОКР," Дженике рассказала журналу Science в 2010 году. "При ОКР нужно знать, что творится в голове. Для меня это большой скачок."
Более простой путь к генетическим корням
Тем не менее, домашние животные – особенно чистокровные собаки – могут сыграть важную роль в понимании того, какие гены влияют на мозг и, таким образом, изменяют поведение животных с компульсивными тенденциями.
"За последнее десятилетие стало совершенно ясно, что, хотя у нас есть удивительные новые геномные и генетические инструменты, все еще очень сложно найти гены болезней [у людей] для многих психоневрологических расстройств, особенно тех, которые связаны с поведенческими различиями, такими как то, что мы наблюдаем при аутизме," говорит Мэтью Хуэнтельман, доцент отдела нейрогеномики Исследовательского института трансляционной геномики (TGen) в Аризоне.
"Таким образом, хотя мы не прекращаем нашу работу с людьми, работа с чистокровными животными должна значительно упростить нам жизнь с точки зрения генетики. Если заглянуть в геном собаки, то поиск этого болезнетворного гена станет в 100 или даже 1000 раз проще."
Неспособность домашних животных сказать нам, что не так, может быть даже плюсом в поисках причин наших общих поведенческих расстройств, – говорит Элейн Острандер, руководитель отделения сравнительной геномики Национального института здоровья.
Хотя легко определить, есть ли у человека конкретный тип рака, поведенческие расстройства не всегда четко выражены из-за других факторов, таких как возраст, принимаемые лекарства, IQ и даже личный или семейный анамнез разводов, алкоголизма, наркотиков. зависимость или физическое насилие.
"Все это в конечном итоге влияет на некоторые поведенческие проявления болезни, и, мальчик, действительно сложно разработать поведенческие тесты, которые избавят их от всех этих проблем," говорит Острандер. "Теперь добавьте к этому тот факт, что люди часто отвечают на вопросы анкеты в соответствии с тем, как они воспринимают, как спрашивающий хочет, чтобы они. Что ж, с собаками у нас нет ни одной из этих проблем."
Психиатрический ген
Чтобы лучше понять генетические основы компульсивных расстройств у домашних животных и людей, Додман и группа исследователей из Тафтса, Института Броуда Гарварда и Массачусетского технологического института и Медицинской школы Массачусетского университета сравнили гены нормальных доберманов с генами представителей породы. проявление компульсивных расстройств. По словам Додмана, компульсивные наклонности примерно в четыре раза более распространены у доберманов, чем у взрослых людей, отмечая, что до 70 процентов щенков в помете могут демонстрировать такое поведение, как сосание с бока.
Исследователи первыми идентифицировали мутацию в гене поведения собак: CDH2 на хромосоме 7. (Этот ген белка, называемого нейральным кадгерином, находится на хромосоме 18 у человека, так называемой "психиатрическая хромосома.") CDH2 отвечает за образование нейронов, синапсов и рецепторов NMDA, которые получают глутамат, тот же нейромедиатор, заблокированный запатентованным Tufts лекарством от ОКР. Исследование появилось в журнале Molecular Psychiatry в 2010 году.
Ранее в этом году Додман провел еще одно генетическое исследование с участием доберманов, в ходе которого изучали домашних животных, которые не были затронуты, слегка затронуты или серьезно пострадали от компульсивного сосания с бока. Исследование показало, что, хотя ген CDH2 на хромосоме 7 подвергает собак риску развития этого поведения, второй ген рецептора серотонина на хромосоме 34 влияет на тяжесть заболевания.
"Это не совпадение, что мы пошли на рыбалку в генетическом пуле этих собак и выбрали NMDA и ген серотонина – оба связаны с двумя методами лечения ОКР, которые работают для людей и собак," говорит Додман.
Он говорит, что еще больше взволнован китайским исследованием, опубликованным в PLOS One в октябре 2014 года, о генетических корнях компульсивного кружения, поведения, распространенного у бельгийских малинуа, рабочих собак, которые очень похожи на немецких овчарок, породы, также известной как круговая. навязчиво.
"Они нашли тот же ген, что и у доберманов – CDH2. Теперь у нас есть два совершенно разных проявления ОКР у двух совершенно разных пород с одинаковой генетической причиной," он говорит. "На основе этих результатов мы надеемся изучить вовлеченные пути, и это может привести к новым методам лечения."
Тест на аутизм
Теперь Додман использует животную модель, с которой он начал, – охотящиеся за хвостом бультерьеры – для исследования генетики аутизма.
Он снова объединился с Хуэнтельманом и Острандером, а также с Эдвардом Гиннсом из Медицинской школы Массачусетского университета. Они надеются, что исследование собак, детей и аутизма, финансируемое Американской гуманной ассоциацией, позволит провести генетический тест на аутизм, которым страдает 1 из 68 детей, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.
С помощью такого инструмента врачи могли "мы надеемся выявить детей, которые подвергаются наибольшему риску аутизма, раньше, чем мы когда-либо делали раньше," говорит Huentelman. "Исследования показывают, что чем раньше вы начнете поведенческую терапию, тем лучше будет результат этих вмешательств с точки зрения уменьшения тяжести симптомов расстройства аутистического спектра."