Czy można przejąć kontrolę nad naszymi mózgami?

In The Last of Us, serii gier wideo i niedawnym programie telewizyjnym, patogeny grzybicze są odpowiedzialne za plagę przypominającą zombie. Po zarażeniu ludzie tracą kontrolę nad swoimi ciałami i stają się coraz bardziej agresywni, starając się zarażać innych poprzez przemoc. To znajomy trop: ten sam grzyb, Ophiocordyceps, dręczy ludzkość w filmie Dziewczyna ze wszystkimi darami, podczas gdy wirusy wykonują pracę w filmie 28 dni później i powieść World War Z.

Ale koncepcja patogenu, który może manipulować zachowaniem żywiciela - wbrew jego woli i często na jego szkodę - nie jest dziełem wyłącznie fikcji. W tych przypadkach przypominających zombie patogen (niezależnie od tego, czy jest to wirus, bakteria, grzyb, czy coś innego) działa specjalnie, aby zmienić zachowanie gospodarza.

Chociaż wiemy przyzwoitą ilość o tych patogenach — w tym o tych bardzo realnych Ophiocordyceps grzyb, który zmienia owady w nieświadome czynniki załamania społecznego — wciąż pozostaje wiele do odkrycia.

Więc grzyb Cordyceps jest prawdziwy?

„Cordyceps” stał się powszechną nazwą dla grupy grzybów infekujących owady. Ta grupa obejmuje gatunki Ophiocordyceps jednostronny, lepiej znany jako „grzyb mrówek zombie”. Rozprzestrzenia się poprzez kiełkowanie struktur grzybowych, które wybuchają przez głowę mrówki po jej śmierci.

Wyzwaniem dla tej strategii reprodukcyjnej jest to, że mrówki są owadami społecznymi, a więc działają w celu ochrony kolonii przed infekcjami. W ramach tego zachowania mrówki zazwyczaj usuwają martwe mrówki z gniazda. Samotna martwa mrówka poza gniazdem nie rozniesie grzyba.

Aby temu zaradzić, grzyb skłania zarażoną mrówkę do opuszczenia gniazda, wspięcia się na nie i wgryzania się w pobliską roślinność, gdy umiera – praktyka znana jako wspinanie się na szczyt. Dzień lub dwa po śmierci mrówki zarodniki pasożytniczych grzybów wyskakują z głowy mrówki, obsypując kolonię patogenem.

OphiocordycepsZainfekowane mrówki nie są jedynymi, które wykazują takie zachowanie wspinaczkowe po zakażeniu. Jest szeroko rozpowszechniony wśród różnych kategorii owadów i może być spowodowany przez Wirusy, jednokomórkowe pasożyty tzw przywryi różne gatunki grzybów niezwiązanych z Ophiocordyceps. Ma nawet nazwa pospolita: choroba szczytowa.

Jak działają te infekcje?

Nie wiemy na pewno. Najnowsze badania wykazały sygnały chemiczne z grzybów u zakażonych owadów. Niektóre z tych sygnałów – prawdopodobnie wydzielane białka – mogą być ukierunkowane na systemy behawioralne żywiciela i kontrolować zachowania, takie jak zdobywanie szczytów i opuszczanie gniazd.

Naukowcy stawiają hipotezę, że patogeny mogą wykorzystywać istniejące wcześniej zachowania rządzące linieniem i snem, które wyewoluowały miliony lat temu. Linienie – proces, w którym owad zrzuca ochronny egzoszkielet, aby wyhodować nowy, większy – to czas wrażliwości, ponieważ nowy egzoszkielet potrzebuje dnia lub dwóch, aby stwardniał na tyle, aby zapewnić bezpieczeństwo. W tym czasie owady wykształciły zachowania, które mogą obejmować wędrówki z gniazda i zdobywanie szczytów. Sen to również wrażliwy czas, więc niektóre gatunki owadów nauczyły się spać, chwytając się trawy lub liści.

Linienie i sen są kontrolowane przez rytm dobowy owada, podobnie jak wydaje się, że wspinanie się na szczyt, ponieważ wiele gatunków zarażonych owadów robi to w przewidywalnych porach. W Ophiocordyceps-zarażone mrówki stolarskie, na przykład podczas zdobywania szczytu zawsze dzieje się około słonecznego południa. Mechanizm biologiczny związany z rytmem okołodobowym owadów wydaje się zatem dobrym miejscem do zbadania.

Czy Cordyceps może zarażać ludzi?

Nie. Ponieważ są tak wyspecjalizowanymi, indywidualnymi gatunkami Ophiocordyceps grzyby infekują tylko ograniczoną liczbę owadów i wcale nie infekują ludzi. (W rzeczywistości suplementy Cordyceps są sprzedawane jako zdrowe jedzenie, pomimo braku naukowych dowodów na ich rzekome korzyści zdrowotne).

Czy to oznacza, że ​​nie mamy się czym martwić w przypadku tego rodzaju infekcji?

Nie do końca. Od dawna wiemy, że niektóre związki z grzybów mogą zmieniać nasze zachowanie, na przykład halucynogenna substancja chemiczna psilocybina z psilocybe grzyby i sporysz z Klawisze- zanieczyszczone ziarno.

Inne infekcje grzybicze mogą być śmiertelne, jeśli nie fantasmagoryczne. W zeszłym roku Światowa Organizacja Zdrowia opublikowała swój pierwszy w historii lista „priorytetowych patogenów” grzybów dla ludzi, zwracając uwagę na ich implikacje zdrowotne i rosnącą oporność na leczenie. Patogen grzybowy Candida auris, na przykład, może powodować infekcje krwi, które mogą być śmiertelne nawet u 60% zakażonych.

A co z infekcjami niegrzybiczymi?

Wiele patogenów może zmienić zachowanie ssaków — i potencjalnie ludzi. Jednym ze słynnych przykładów jest jednokomórkowy pasożyt Toxoplasma gondii, który rozmnaża się u kotów i zaraża około jednej trzeciej światowej populacji.

Infekcja, którą powoduje, znana jako toksoplazmoza, zwykle nie jest wielkim problemem u ludzi, powodując co najwyżej łagodne objawy grypy. Ale dla osób z obniżoną odpornością może to być katastrofalne i może powodować poważne problemy u rozwijającego się płodu. Dlatego kobiety w ciąży powinny unikać kontaktu z kocim żwirkiem.

Jak Ophiocordyceps, Toksoplazma może również manipulować zachowaniem hosta. W wielu badaniach na gryzoniach, w tym w jednym z w ubiegłym roku, naukowcy to wykazali Toksoplazma-zarażone gryzonie nie boją się już zapachu kociego moczu. Zamiast tego pociąga ich fizycznie. Pasożyt wydaje się powodować zachowanie, które powoduje, że jego żywiciel gryzoni zostaje zjedzony przez kota – ostatecznego żywiciela pasożyta.

Przez ostatnie 70 lat naukowcy badali skutki behawioralne Toksoplazma zakażenie u ludzi. Wiele badań powiązało to z zaburzeniami nastroju i problemami ze zdrowiem psychicznym, w tym schizofrenia. Pasożyt może również wywoływać bardziej subtelne zmiany behawioralne, takie jak promowanie ryzykownych zachowań a może nawet wpływ przekonania polityczne.

Ponownie, nie wiemy, jak pasożyt to robi. Naukowcy podejrzewają, że subtelnie modyfikuje chemikalia wytwarzane przez nasze komórki, co może skutkować zmianą zachowania. Badania sugerują również, że przewlekła infekcja pasożytem może wpływać na ilość neuroprzekaźników – substancji chemicznych przenoszących sygnały między neuronami – związanych z nagrodą i motywacją, w tym dopaminy. Manipulując neurochemikaliami żywiciela, pasożyt może zmienić nasze działania.

Co jeszcze może potencjalnie zmienić zachowanie człowieka wbrew jego woli?

Wścieklizna jest wirusem ssaków przenoszonym przez zakażoną ślinę, zwykle przez gryzienie. W Stanach Zjednoczonych, główną przyczyną są nietoperze wścieklizny, chociaż szopy pracze, skunksy i lisy również przenoszą wirusa. Poza Stanami Zjednoczonymi wściekłe psy są główną przyczyną infekcji u ludzi, co skutkuje ok Zgonów 60,000 rocznie na całym świecie. Infekcje sprawiają, że gospodarz jest agresywny i bardziej skłonny do gryzienia innych — potencjalnie manipulacyjne zachowanie, które sprzyja przenoszeniu wirusa.

Opisy infekcji wścieklizną sięgają setek lat, ale wciąż poznajemy szlaki molekularne, z których korzysta. Wirus jest neurotropowy, co oznacza, że ​​atakuje układ nerwowy, ale nadal nie jest jasne, w jaki sposób prowadzi to do określonych objawów. Badania sugerują, że glikoproteina wścieklizny — duża cząsteczka na powierzchni wirusa, która przyczepia się do komórek gospodarza — może oddziaływać z białkami gospodarza które pomagają wytwarzać skurcze mięśni. Jeśli glikoproteina wścieklizny zwiąże się z receptorem i zajmie go, może to zakłócić komunikację neuronów z innymi komórkami. Stwierdzono, że sztuczne hamowanie tego receptora częścią glikoproteiny wścieklizny wywołuje u myszy zachowanie podobne do wścieklizny.

Czy wiemy na pewno, że patogeny mogą aktywnie zmieniać ludzkie zachowanie?

Infekcje mogą zmienić zachowanie gospodarza na kilka możliwych sposobów. Może patogen nakłania żywiciela do działania w sposób, który zwiększa prawdopodobieństwo reprodukcji, na przykład Ophiocordyceps robi dla mrówek. A może zmiany w zachowaniu gospodarza są tylko efektem ubocznym złego samopoczucia – czymś w rodzaju zbiegu okoliczności. Trudno jest badać ten związek u ludzi ze względu na kwestie etyczne wynikające z badań klinicznych. Zamiast tego musimy korzystać z badań epidemiologicznych, które porównują zachowanie zakażonych osób z typowym zachowaniem. Lub polegamy na badaniach na zwierzętach, które nie zawsze dokładnie odzwierciedlają ludzkie zachowania.

Nawet przy braku badań sprawdzających, w jaki sposób zachodzą zmiany behawioralne, jasne jest, że może dojść do utraty kontroli. Więc chociaż jest mało prawdopodobne, że zobaczymy plagę przypominającą zombie lub wirusa, który może przejąć pełną kontrolę nad działaniami człowieka, nierozsądnie jest lekceważyć naturę. Pozostajemy na łasce wielu patogenów, niezależnie od tego, czy mózg jest kontrolowany, czy nie.