Μπορεί ο εγκέφαλός μας να καταληφθεί;

In The Last of Us, μια σειρά βιντεοπαιχνιδιών και πρόσφατη τηλεοπτική εκπομπή, τα μυκητιακά παθογόνα ευθύνονται για μια πανώλη που μοιάζει με ζόμπι. Μόλις μολυνθούν, οι άνθρωποι χάνουν τον έλεγχο του σώματός τους και γίνονται όλο και πιο επιθετικοί, επιδιώκοντας να μολύνουν άλλους μέσω της βίας. Είναι ένα γνωστό τροπάριο: Ο ίδιος μύκητας, Οφιοκορδισεψία, βασανίζει την ανθρωπότητα στην ταινία Το κορίτσι με όλα τα δώρα, ενώ οι ιοί κάνουν τη δουλειά στην ταινία 28 Days Later και το μυθιστόρημα World War Z.

Αλλά η ιδέα ενός παθογόνου που μπορεί να χειραγωγήσει τη συμπεριφορά του οικοδεσπότη του - παρά τη θέλησή του και συχνά εις βάρος του - δεν είναι καθαρά έργο μυθοπλασίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις που μοιάζουν με ζόμπι, το παθογόνο (είτε είναι ιός, βακτήριο ή μύκητας, ή κάτι άλλο) δρα ειδικά για να αλλάξει τη συμπεριφορά του ξενιστή του.

Ενώ γνωρίζουμε ένα αξιοπρεπές ποσό για αυτά τα παθογόνα - συμπεριλαμβανομένων των πολύ πραγματικών Οφιοκορδισεψία μύκητας, ο οποίος όντως μετατρέπει τα έντομα σε ασυνείδητους παράγοντες κοινωνικής κατάρρευσης — υπάρχουν ακόμα πολλά να μάθουμε.

Άρα ο μύκητας Cordyceps είναι αληθινός;

Το "Cordyceps" έχει γίνει ένα κοινό όνομα για μια ομάδα μυκήτων που μολύνουν έντομα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τα είδη Οφιοκορδισεψία unilateralis, περισσότερο γνωστός ως «μύκητας μυρμηγκιών ζόμπι». Εξαπλώνεται με τη βλάστηση μυκητιακών δομών που ξεσπούν μέσα από το κεφάλι του μυρμηγκιού μετά το θάνατό του.

Η πρόκληση για αυτήν την αναπαραγωγική στρατηγική είναι ότι τα μυρμήγκια είναι κοινωνικά έντομα και έτσι ενεργούν για να προστατεύσουν την αποικία από μολύνσεις. Ως μέρος αυτής της συμπεριφοράς, τα μυρμήγκια συνήθως αφαιρούν τα νεκρά μυρμήγκια από τη φωλιά. Ένα μοναχικό νεκρό μυρμήγκι έξω από τη φωλιά δεν θα εξαπλώσει τον μύκητα.

Για να το ξεπεράσει αυτό, ο μύκητας αναγκάζει ένα μολυσμένο μυρμήγκι να εγκαταλείψει τη φωλιά, να σκαρφαλώσει πάνω από αυτήν και να δαγκώσει σε κοντινή βλάστηση καθώς πεθαίνει - μια πρακτική γνωστή ως σύνοδος κορυφής. Μία ή δύο μέρες μετά το θάνατο του μυρμηγκιού, τα σπόρια των παρασιτικών μυκήτων εκρήγνυνται από το κεφάλι του μυρμηγκιού για να πλημμυρίσουν την αποικία με το παθογόνο.

Οφιοκορδισεψία-Τα μολυσμένα μυρμήγκια δεν είναι τα μόνα που παρουσιάζουν αυτή τη συμπεριφορά αναρρίχησης μετά τη μόλυνση. Είναι ευρέως διαδεδομένο σε διάφορες κατηγορίες εντόμων και μπορεί να προκληθεί από ιούς, μονοκύτταρα παράσιτα που ονομάζονται τρηματώδεις, και διάφορα είδη μυκήτων που δεν σχετίζονται με Οφιοκορδισεψία. Έχει μάλιστα κοινό όνομα: ασθένεια κορυφής.

Πώς λειτουργούν αυτές οι λοιμώξεις;

Δεν ξέρουμε σίγουρα. Πρόσφατες μελέτες έχουν βρει χημικά σήματα από τους μύκητες σε μολυσμένα έντομα. Μερικά από αυτά τα σήματα - πιθανώς εκκρινόμενες πρωτεΐνες - μπορεί να στοχεύουν τα συστήματα συμπεριφοράς του ξενιστή και να ελέγχουν τη συμπεριφορά όπως η σύνοδος κορυφής και η εγκατάλειψη φωλιάς.

Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι τα παθογόνα μπορεί να επωφελούνται από προϋπάρχουσες συμπεριφορές που διέπουν το molting και τον ύπνο, οι οποίες εξελίχθηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια. Το Motting - η διαδικασία με την οποία ένα έντομο ρίχνει τον προστατευτικό του εξωσκελετό για να αναπτυχθεί ένας νέος, μεγαλύτερος - είναι μια περίοδος ευπάθειας, καθώς χρειάζονται μια ή δύο ημέρες για να σκληρύνει αρκετά ο νέος εξωσκελετός για να παρέχει ασφάλεια. Τα έντομα έχουν εξελίξει συμπεριφορές για αυτήν την εποχή που μπορεί να περιλαμβάνουν την περιπλάνηση από τη φωλιά και την κορυφή. Ο ύπνος είναι επίσης ένας ευάλωτος χρόνος, επομένως ορισμένα είδη εντόμων έχουν μάθει να κοιμούνται ενώ πιάνουν το γρασίδι ή τα φύλλα.

Το λιώσιμο και ο ύπνος ελέγχονται από τον κιρκάδιο ρυθμό του εντόμου, και η άνοδος φαίνεται να είναι επίσης, καθώς πολλά είδη μολυσμένων εντόμων το κάνουν αυτό σε προβλέψιμους χρόνους. Σε Οφιοκορδισεψία-μολυσμένα μυρμήγκια ξυλουργών, για παράδειγμα, κατάβαση κορυφής συμβαίνει πάντα γύρω στο ηλιακό μεσημέρι. Ο βιολογικός μηχανισμός που σχετίζεται με τον κιρκάδιο ρυθμό ενός εντόμου φαίνεται επομένως σαν ένα καλό μέρος για εξερεύνηση.

Θα μπορούσε το Cordyceps να μολύνει ανθρώπους;

Όχι. Επειδή είναι τόσο εξειδικευμένα, μεμονωμένα είδη Οφιοκορδισεψία Οι μύκητες μολύνουν μόνο ένα περιορισμένο φάσμα εντόμων και δεν μολύνουν καθόλου τον άνθρωπο. (Στην πραγματικότητα, τα συμπληρώματα Cordyceps πωλούνται ως α υγιεινό φαγητό, παρά την έλλειψη επιστημονικών στοιχείων για τα υποτιθέμενα οφέλη τους για την υγεία.)

Αυτό σημαίνει ότι δεν έχουμε τίποτα να ανησυχούμε από αυτού του είδους τις λοιμώξεις;

ΟΧΙ ακριβως. Γνωρίζουμε από καιρό ότι ορισμένες ενώσεις από μύκητες μπορούν να αλλάξουν τη συμπεριφορά μας, όπως η παραισθησιογόνος χημική ψιλοκυβίνη από Psilocybe μανιτάρια και ερυσιβάδα από Κλαβίτσια- μολυσμένα σιτάρια.

Άλλες μυκητιάσεις μπορεί να είναι θανατηφόρες, αν όχι φαντασμαγορικές. Πέρυσι ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας δημοσίευσε την πρώτη του κατάλογος μυκητιακών «παθογόνων προτεραιότητας» για τους ανθρώπους, σημειώνοντας τις επιπτώσεις τους στην υγεία και αυξάνοντας την αντίσταση στη θεραπεία. Το μυκητιακό παθογόνο Candida auris, για παράδειγμα, μπορεί να προκαλέσει λοιμώξεις της κυκλοφορίας του αίματος που μπορεί να είναι θανατηφόρες στο 60% των μολυσμένων.

Τι γίνεται με τις μη μυκητιασικές λοιμώξεις;

Πολλαπλά παθογόνα μπορούν να αλλάξουν τη συμπεριφορά στα θηλαστικά — και ενδεχομένως στον άνθρωπο. Ένα διάσημο παράδειγμα είναι το μονοκύτταρο παράσιτο Toxoplasma gondii, που αναπαράγεται σε γάτες και μολύνει περίπου το ένα τρίτο του ανθρώπινου πληθυσμού του πλανήτη.

Η λοίμωξη που προκαλεί, γνωστή ως τοξοπλάσμωση, συνήθως δεν είναι μεγάλη υπόθεση στους ανθρώπους, προκαλώντας μόνο ήπια συμπτώματα γρίπης το πολύ. Αλλά για τα ανοσοκατεσταλμένα άτομα μπορεί να είναι καταστροφικό και μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα σε ένα αναπτυσσόμενο έμβρυο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι έγκυες πρέπει να αποφεύγουν την επαφή με τα απορρίμματα γάτας.

Αρέσει Οφιοκορδισεψία, Τοξόπλασμα μπορεί επίσης να χειριστεί τη συμπεριφορά του κεντρικού υπολογιστή. Σε πολλαπλές μελέτες τρωκτικών, συμπεριλαμβανομένης μιας από πέρυσι, οι ερευνητές έδειξαν ότι Τοξόπλασμα-Τα μολυσμένα τρωκτικά δεν φοβούνται πλέον το άρωμα των ούρων της γάτας. Αντίθετα, έλκονται σωματικά από αυτό. Το παράσιτο φαίνεται να προκαλεί συμπεριφορά που κάνει το τρωκτικό του ξενιστή να τρώγεται από μια γάτα - τον τελικό ξενιστή του παρασίτου.

Τα τελευταία 70 χρόνια, οι ερευνητές έχουν διερευνήσει τις συμπεριφορικές επιπτώσεις του Τοξόπλασμα μόλυνση στον άνθρωπο. Πολλές μελέτες το έχουν συνδέσει με διαταραχές της διάθεσης και προβλήματα ψυχικής υγείας, μεταξύ των οποίων σχιζοφρένεια. Το παράσιτο μπορεί επίσης να προκαλέσει πιο ανεπαίσθητες αλλαγές συμπεριφοράς, όπως π.χ προώθηση επικίνδυνων συμπεριφορών και ίσως και να επηρεάζει πολιτικές πεποιθήσεις.

Και πάλι, δεν ξέρουμε πώς το κάνει αυτό το παράσιτο. Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι τροποποιεί διακριτικά τις χημικές ουσίες που παράγονται από τα κύτταρά μας, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή συμπεριφοράς. Μελέτες δείχνουν επίσης ότι η χρόνια μόλυνση με το παράσιτο μπορεί να επηρεάσει την ποσότητα των νευροδιαβιβαστών - χημικών ουσιών που μεταφέρουν σήματα μεταξύ των νευρώνων - που σχετίζονται με την ανταμοιβή και τα κίνητρα, συμπεριλαμβανομένων ντοπαμίνης. Με το χειρισμό των νευροχημικών ουσιών του ξενιστή, το παράσιτο θα μπορούσε να αλλάξει τις ενέργειές μας.

Τι άλλο μπορεί ενδεχομένως να αλλάξει τη συμπεριφορά ενός ανθρώπου παρά τη θέλησή του;

Η λύσσα είναι ένας ιός θηλαστικών που μεταδίδεται μέσω μολυσμένου σάλιου, γενικά μέσω του δαγκώματος. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι νυχτερίδες είναι η κύρια αιτία των λοιμώξεων από τη λύσσα, αν και τα ρακούν, τα skunks και οι αλεπούδες μεταδίδουν επίσης τον ιό. Εκτός των ΗΠΑ, οι λυσσασμένοι σκύλοι είναι η κύρια αιτία μόλυνσης στους ανθρώπους, η οποία έχει ως αποτέλεσμα περίπου 60,000 θανάτους ανά έτος παγκοσμίως. Οι λοιμώξεις καθιστούν τον ξενιστή επιθετικό και πιο επιρρεπή στο δάγκωμα άλλων - μια δυνητικά χειραγωγική συμπεριφορά που προάγει τη μετάδοση του ιού.

Οι περιγραφές των λοιμώξεων από τη λύσσα χρονολογούνται εκατοντάδες χρόνια πριν, αλλά εξακολουθούμε να μαθαίνουμε για τις μοριακές οδούς που χρησιμοποιεί. Ο ιός είναι νευροτροπικός, που σημαίνει ότι επιτίθεται στο νευρικό σύστημα, αλλά δεν είναι ακόμα σαφές πώς αυτό οδηγεί σε συγκεκριμένα συμπτώματα. Η έρευνα δείχνει ότι η γλυκοπρωτεΐνη της λύσσας - ένα μεγάλο μόριο στην επιφάνεια του ιού που προσκολλάται στα κύτταρα ξενιστές - μπορεί αλληλεπιδρούν με τις πρωτεΐνες του ξενιστή που βοηθούν στην παραγωγή μυϊκών συσπάσεων. Εάν η γλυκοπρωτεΐνη της λύσσας δεσμεύεται και καταλαμβάνει τον υποδοχέα, θα μπορούσε να διαταράξει τον τρόπο επικοινωνίας των νευρώνων με άλλα κύτταρα. Η τεχνητή αναστολή αυτού του υποδοχέα με ένα μέρος της γλυκοπρωτεΐνης της λύσσας βρέθηκε ότι παράγει συμπεριφορά παρόμοια με τη λύσσα σε ποντίκια.

Γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι τα παθογόνα μπορούν να αλλάξουν ενεργά την ανθρώπινη συμπεριφορά;

Οι λοιμώξεις μπορούν να αλλάξουν τη συμπεριφορά ενός ξενιστή με διάφορους πιθανούς τρόπους. Ίσως το παθογόνο παρακινεί τον ξενιστή να ενεργήσει με τρόπο που αυξάνει την πιθανότητα αναπαραγωγής, όπως Οφιοκορδισεψία κάνει για τα μυρμήγκια. Ή ίσως οι αλλαγές συμπεριφοράς του οικοδεσπότη είναι απλώς μια παρενέργεια της αδιαθεσίας — κάτι σαν σύμπτωση. Είναι δύσκολο να μελετηθεί αυτή η σχέση σε ανθρώπους λόγω ηθικών ανησυχιών που εγείρονται από κλινικές δοκιμές. Αντίθετα, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε επιδημιολογικές μελέτες που συγκρίνουν τη συμπεριφορά των μολυσμένων ατόμων με την τυπική συμπεριφορά. Ή βασιζόμαστε σε μελέτες σε ζώα, οι οποίες δεν αναπαράγουν πάντα με ακρίβεια τις ανθρώπινες συμπεριφορές.

Ακόμη και αν δεν υπάρχουν μελέτες που ελέγχουν πώς συμβαίνουν οι αλλαγές στη συμπεριφορά, είναι σαφές ότι μπορεί να συμβεί κάποια απώλεια ελέγχου. Έτσι, ενώ είναι απίθανο να δούμε μια πανούκλα σαν ζόμπι ή έναν ιό που μπορεί να αποκτήσει τον πλήρη έλεγχο των πράξεων ενός ανθρώπου, δεν είναι σοφό να υποτιμούμε τη φύση. Παραμένουμε στο έλεος πολλών παθογόνων παραγόντων, ελέγχου του εγκεφάλου ή όχι.