Koszatniczki to południowoamerykańskie gryzonie z rodziny koszatniczkowatych, które w ostatnich dwóch dekadach zyskały ogromne zainteresowanie badaczy z dziedziny neurologii, neuropsychologii i gerontologii. Ich naturalne zdolności do eksploracji, rozpoznawania przestrzeni oraz wysoka inteligencja czynią je doskonałym modelem do badań nad procesami uczenia się, pamięci, a także starzenia się mózgu i choroby Alzheimera (Rivera et al., 2016; Cisternas et al., 2018).

Pamięć przestrzenna i uczenie się – wyniki badań behawioralnych

W klasycznych testach pamięci przestrzennej, takich jak labirynt Barnes'a i labirynt wody Morrisa, koszatniczki wykazały zdolność do szybkiego uczenia się lokalizacji schronienia. Podczas powtórzonych prób osobniki młodsze były w stanie skracać czas dotarcia do celu i unikać błędów, co świadczy o obecności zarówno pamięci krótkoterminowej, jak i długoterminowej (Inestrosa et al., 2005).

Badania z zastosowaniem zmodyfikowanego labiryntu promienistego pokazały również, że koszatniczki potrafią rozróżniać kontekst i przewidywać lokalizację nagrody na podstawie wzorców przestrzennych – co wskazuje na zdolność planowania i uczenia się reguł.

Koszatniczki jako naturalny model choroby Alzheimera

Unikalną cechą koszatniczek jest to, że spontanicznie, z wiekiem rozwijają one objawy neurodegeneracji typowe dla choroby Alzheimera. Już w wieku 3 lat (dla porównania – przeciętna długość życia to 6–8 lat) u osobników obserwuje się:

  • akumulację β-amyloidu (Aβ1–42) w hipokampie i korze mózgowej,
  • obecność białka tau w formie hiperfosforylowanej,
  • utratę połączeń synaptycznych,
  • pogorszenie wyników w testach pamięciowych,
  • zaburzenia rytmu snu i czuwania,
  • deficyty w neurogenezie i neuroprzekaźnictwie cholinergicznym.


To wszystko czyni z koszatniczek pierwszy znany, naturalny model niegenetyczny choroby Alzheimera u ssaka (Rivera et al., 2016; Cisternas et al., 2018). W przeciwieństwie do myszy transgenicznych, u których zmiany są sztucznie wywoływane, u koszatniczek przebieg neurodegeneracji jest zgodny z procesem starzenia się – co daje większą wartość poznawczą.

Neurobiologia zapamiętywania u koszatniczek

Zaawansowane badania histopatologiczne i molekularne wykazały, że:

  • Hipokamp u zdrowych koszatniczek wykazuje wysoką aktywność neurogenezy nawet w wieku dorosłym.
  • U starszych osobników poziom czynnika neurotroficznego BDNF (brain-derived neurotrophic factor) maleje, co koreluje z pogorszeniem zdolności poznawczych.
  • Wiekowe osobniki mają wyraźnie obniżony poziom receptorów glutaminergicznych (AMPA, NMDA) oraz acetylocholinowych, co wpływa na zdolność kodowania nowych informacji.


To mechanizmy bezpośrednio związane z ludzką demencją i objawami poznawczymi w przebiegu choroby Alzheimera.

Praktyczne zastosowania w badaniach nad terapiami

Koszatniczki wykorzystywane są do testowania:

  • substancji neuroprotekcyjnych (np. resweratrol, kurkumina, andrografolid),
  • leków przeciwzapalnych i antyoksydacyjnych,
  • terapii behawioralnych (np. stymulacja środowiskowa, interakcje społeczne),
  • wpływu diety i aktywności fizycznej na neuroplastyczność.


W badaniu Rivera et al. (2016) podanie andrografolidu (naturalnego związku z rośliny Andrographis paniculata) istotnie poprawiło zdolności poznawcze starszych koszatniczek i zmniejszyło obecność złogów Aβ.

Wnioski

Koszatniczki to nie tylko urocze i społeczne zwierzęta – to także doskonały organizm modelowy do badań nad uczeniem się, pamięcią i patofizjologią chorób neurodegeneracyjnych. Ich zdolność do zapamiętywania, planowania i rozpoznawania kontekstu przestrzennego czyni je najbardziej obiecującym gryzoniem nienaczelnych w badaniach nad ludzką demencją.

Bibliografia (wybrane)

Rivera, D. S., Lindsay, C. B., Codocedo, J. F., et al. (2016). Andrographolide recovers cognitive impairment in a natural model of Alzheimer's disease (Octodon degus). Neurobiology of Aging, 46, 204–220. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2016.07.016
Cisternas, P., Zolezzi, J. M., Lindsay, C., et al. (2018). New Insights into the Spontaneous Human Alzheimer's Disease-Like Model Octodon degus: Unraveling Amyloid-β Peptide Aggregation and Age-Related Amyloid Pathology. Journal of Alzheimer's Disease, 66(3), 1145–1163. https://doi.org/10.3233/JAD-180343
Inestrosa, N. C., et al. (2005). Degus as a model for Alzheimer’s disease. Biochemical Society Transactions, 33(Pt 5), 1143–1147.
Barnes, C. A. (1979). Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J Comp Physiol Psychol, 93(1), 74–104.