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Heute werde ich mich mit allen Dingen befassen, die mit dem Schmerz und der Neurowissenschaft von Krustentieren zu tun haben! Also, mach Krabben , Einsiedlerkrebse , Krebse oder Garnelen Schmerz fühlen? Dies ist ein sehr kniffliges Problem, besonders für diejenigen von uns, die mit diesen Modellorganismen arbeiten oder sie sogar als Haustiere halten in Heimaquarien.
Die kurze Antwort auf diese Frage lautet Krabben, Krebse oder Garnelen reagieren auf schädliche Reize. Das bedeutet, dass sie bis zu einem gewissen Grad Schmerzen empfinden können. Das Hauptproblem besteht jedoch darin, dass die Schmerzdefinition nicht vollständig auf angewendet werden kann Krebstiere und andere Wirbellose.
Der Punkt ist, dass die Schlussfolgerungen oft auf Analogieargumenten beruhen, was darauf hindeutet, dass, wenn Verhaltensreaktionen auf bestimmte schädliche Situationen bei Krebstieren und Menschen ähnlich sind, sie wahrscheinlich durch ähnliche affektive Zustände vermittelt werden.
Das ist weit von der Wahrheit entfernt!
Ob Wirbellose Schmerzen empfinden können oder nicht (wie Menschen) ist eine höchst umstrittene Frage. Lesen Sie also weiter, wenn Sie mehr über Krebstiere, ihre Neurosysteme, ihre Reaktion auf negative Reize und Schmerzen erfahren möchten.
Beginnen wir also zunächst mit der Hauptfrage … was ist Schmerz?
Allgemein , Schmerz wird normalerweise als unangenehme sensorische und emotionale Erfahrung definiert, die mit einer tatsächlichen oder potenziellen Krankheit oder Verletzung verbunden ist.
Hier kommt das erste Problem mit Krebstieren; Krebse, Krebse, Garnelen usw. können ihre emotionalen Erfahrungen nicht beschreiben. Daher mussten Wissenschaftler den Begriff des Schmerzes als „aversive sensorische Erfahrung, die durch eine tatsächliche oder potenzielle Verletzung verursacht wird, die schützende und vegetative Reaktionen hervorruft, zu erlerntem Verhalten führt und artspezifisches Verhalten verändern kann“ modifizieren.
Grundsätzlich sollten Krebstiere mit Schmerzen lernen, den schädlichen Reiz zu vermeiden, und nachhaltige Verhaltensänderungen zeigen, die eine Schutzfunktion haben, um weitere Verletzungen und Schmerzen zu reduzieren.
Aus neurowissenschaftlicher Perspektive , Schmerz ist eine Empfindung, die vom Gehirn erzeugt wird, normalerweise wenn es Reize erhält, die es als Zeichen dafür interpretiert, dass etwas möglicherweise Schaden oder Gefahr verursacht.
Die Art von Nerven, die diese Signale übertragen, sind als Nozizeptoren bekannt, was vom lateinischen Nocere kommt, „schaden“, was bedeutet, dass sie Indikatoren für Schäden sind.
Allerdings ist es nicht so einfach. Einige Wissenschaftler glauben, dass es nicht ausreicht, nur eine Reaktion auf schädliche Reize zu notieren, da Nozizeption nicht mit Schmerz gleichzusetzen ist.
Die Fähigkeit, gefährliche, schädliche Reize zu erkennen, ist in Bezug auf das Überleben adaptiv, und daher scheint die Entwicklung eines Frühwarnsystems bei Tieren intuitiv zu sein. Anderenfalls würden sich die Tiere immer wieder selbst schädigen, was zu Krankheiten, dem Verlust von Gliedmaßen und sogar zum Tod führen würde.
Hinweis :Denken Sie an jedes Mal zurück, als Sie versehentlich etwas zu Heißes, Kaltes usw. berührt haben. Das schmerzhafte Gefühl, das Sie empfanden, wurde ursprünglich von einem Nozizeptor übertragen. Möglicherweise müssen Sie dafür nicht einmal die Quelle des Schmerzes sehen.
Bei Krebstieren gibt es jedoch keinen Hinweis darauf, dass Nozizeption ein unangenehmes Gefühl beinhaltet, und es gibt keine Implikation, dass zentrale Verarbeitung und Entscheidungsfindung an Reaktionen beteiligt sind. Im Gegenteil, Nozizeption beinhaltet oft eine Reflexantwort, die nur hilft, Gewebeschäden zu minimieren.
Das bedeutet, dass Nozizeptoren nicht immer bedeuten, dass Nozizeption zu Schmerzen führt.
Darüber hinaus gibt es die Meinung, dass der Schmerz nicht nur unbewusste Reflexreaktionen impliziert, die helfen, sich von gewebeschädigenden Reizen zurückzuziehen. Es beinhaltet auch das Bewusstsein für solche Reize mit der Intervention des bewussten Teils des „Gehirns“, was bei Wirbellosen am schwierigsten nachzuweisen ist.
In einfachen Worten, während ein Verhalten der offensichtlichste Indikator für Schmerz zu sein scheint, müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass mechanische Reflexe auch ohne Schmerzerfahrung existieren können.
Es gibt mehrere Berichte über das gelegentlich festgestellte Fehlen von Verhaltensreaktionen unter solchen Bedingungen, von denen wir erwarten würden, dass sie bei Wirbeltieren eine große Reaktionsfähigkeit hervorrufen. Zum Beispiel werden einige Insekten weiter fressen, während sie von Raubtieren lebendig gefressen werden, oder, wie im Fall der männlichen Gottesanbeterin gezeigt , von ihren Paarungspartnern.
Jetzt wissen wir also, dass das Wichtigste Die Funktion von Schmerz besteht darin, zukünftige Vermeidung zu unterstützen des Schmerzreizes , während Nozizeption eine Reflexreaktion ermöglicht, die sofortigen Schutz bietet, aber keine Bewusstseins- oder langfristige Verhaltensänderung.
Aber lernen Krabben, Garnelen oder Krebse, schmerzhafte Reize zu vermeiden?
In einem der Experimente wollten die Wissenschaftler den Unterschied zwischen Schmerz und einem als Nozizeption bekannten Phänomen bei Einsiedlerkrebsen unterscheiden. Sie verwendeten leichte Elektroschocks, wenn Einsiedlerkrebse eine der Muscheln benutzten.
Die Tests zeigten, dass Einsiedlerkrebse begannen, alternative Möglichkeiten (Schalen) zu erkunden, nachdem sie mehrere leichte Elektroschocks erhalten hatten.
Das schnelle Schockvermeidungs- und Unterscheidungslernen der Krabbe (zwischen den beiden Unterkünften) zeigte also deutlich, dass Schock ihre Wahl der Unterkunft beeinflusst, und stimmte mit der Definition von Schmerz überein, die für andere Arten verwendet wird.
In anderen Experimenten Krebse (Procamarus clarki) musste zwischen dunklem Unterstand (natürliche Präferenz) und beleuchtetem Unterstand wählen. Jedes Mal, wenn es den dunklen Unterschlupf wählte, erhielt es einen leichten elektrischen Schlag.
Infolgedessen lernten Krebse schnell, auf diese Assoziationen zu reagieren, indem sie in einen sicheren Bereich gingen, in dem der Schock nicht abgegeben wurde. Darüber hinaus hatten die geschockten Krebse relativ höhere Serotoninkonzentrationen im Gehirn, verbunden mit erhöhtem Blutzucker, was auf eine Stressreaktion hindeutet.
Hinweis :Die Assoziation aus einem einzelnen Versuch zwischen dem Schock und der Lichtkammer hielt bis zu 3 Stunden an. Während in einem anderen Experiment Krebse nach 20 Versuchen pro Tag für 32 Tage „allmählich ein Vermeidungsverhalten entwickeln konnten“.
Die aus diesen Studien gesammelten Beweise deuten daher stark darauf hin, dass Krebstiere tatsächlich Schmerzen empfinden.
Aber… es ist etwas komplizierter.
Ein weiterer Test bestand darin, die für die Krabben verfügbaren Hinweise zu ändern. Also, wenn die Krabben ein bestimmtes Streifenmuster mit dem Schock in Verbindung gebracht hätten.
Die Daten zeigen, dass Krabben gelernt haben, entweder nach links oder nach rechts zu gehen, um in die Notunterkunft zu gelangen und den Schock zu vermeiden. Es gab jedoch keine Beweise dafür, dass Krabben kognitive Karten verwendeten.
Diese Ergebnisse weisen auf schnelles Vermeidungslernen hin, was ein Schlüsselkriterium/Erwartung für Schmerzerfahrung ist, aber dies allein beweist nicht, dass Krebse Schmerzen empfinden können, was alles mit dem Schmerzkonzept vereinbar ist.
Um zu entscheiden, wo Krabben, Krebse oder Garnelen Schmerzen empfinden oder nicht, schlugen einige Wissenschaftler vor, weitere Kriterien hinzuzufügen, die verwendet werden könnten, um Schmerzen anzuzeigen. Konkret:
Ich habe bereits das Vorhandensein von Nozizeptoren und das Vermeidungslernen beschrieben. Sie erfüllen den Studien zufolge mindestens das Mindestkriterium für Schmerzerleben. Fangen wir also hier an.
Das zentrale Nervensystem bei Krebstieren besteht aus:
Das Gehirn von Krustentieren ist ganz anders als das von Wirbeltieren beschriebene. Es ist sehr einfach und besteht aus nur 3 Nervenzellverbänden (Cerebralganglion oder Ganglien).
Das Gehirn kann einige Dinge kontrollieren, aber viele Dinge wie Bewegung und Paarung werden von den anderen Ganglien kontrolliert. Das bedeutet, dass selbst wenn die Gehirnganglien deaktiviert sind, sich einige Teile des Krustentiers immer noch bewegen und zielgerichtet reagieren, während sie auf äußere Reize reagieren.
Hinweis :Einige Leute sagen vielleicht, dass ihr Gehirn zu klein und zu einfach ist, um den Schmerz zu fühlen. Nun, dieses Argument ist nicht gültig, weil die Gehirngröße nicht unbedingt mit der Komplexität der Funktion gleichzusetzen ist. Beispielsweise ist das Gehirn großer Krustentiere wie Hummer wahrscheinlich erheblich größer als das vieler Wirbeltiere.
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Das häufigste Schmerzzeichen bei Tieren:
Zum Beispiel autotomisieren Krabben Gliedmaßen (abwerfen) in Situationen, die keinen Hämolymphe- (Blut-)Verlust beinhalten, zum Beispiel wenn sie auf eine heiße Platte gelegt werden oder wenn den Gliedmaßen Essigsäure injiziert wird.
Hinweis :Es ist erwähnenswert, dass wir dieses Verhalten zwar als Reaktion auf schmerzhafte Reize bei Wirbeltieren beobachten, die meisten Wirbellosen jedoch nicht dasselbe Verhalten zeigen. Das Nichtzeigen bestimmter äußerer Verhaltensweisen bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass ein Organismus keinen Schmerz erfährt. Die Evolution ist zu komplex, vielleicht haben andere Tiere gelernt, ihren Schmerz zu verbergen, um nicht als verletzlich angesehen und von Raubtieren angegriffen zu werden.
Bei Wirbeltieren verursacht Schmerz auch physiologische Veränderungen wie Atmungsmuster, Tachykardie, Pupillenerweiterung, Veränderungen des Blutflusses usw.
Obwohl ähnliche Reaktionen bei Krebstieren nur begrenzt untersucht wurden. Diese physiologischen Veränderungen wurden in einigen Fällen noch registriert.
Ich habe bereits erwähnt, dass geschockte Flusskrebse relativ höhere Serotoninkonzentrationen im Gehirn in Verbindung mit erhöhtem Blutzucker hatten, was auf eine Stressreaktion hindeutet. Ein anderer Wissenschaftler verzeichnete eine Verringerung der Herzfrequenz nach einer Klauenautotomie in einer agonistischen Begegnung und schlug vor, dass dies ein Versuch sein könnte, übermäßigen Blutverlust zu vermeiden. Diese Effekte der Krallenentfernung hielten mehr als 24 Stunden an.
Einer anderen Studie zufolge, die in der Zeitschrift Biology Letters veröffentlicht wurde, reagieren europäische Strandkrabben körperlich auf einen Schmerzreiz.
Als die Forscher ihre Hämolymphe (oder „Blut“) testeten, enthielt sie die dreifache Menge an Milchsäure. Im Grunde ist dies ein klares physiologisches Zeichen für Stress.
Kompromisse beinhalten eindeutig eine Form der Verarbeitung, bei der die unterschiedlichen Bedürfnisse des Tieres abgewogen werden. Dies bedeutet, dass die Reaktion unabhängig von anderen Motivationsprioritäten gleich sein sollte. Es sollte nicht nur ein Reflex sein (verursacht durch Nozizeption).
Ob hungrig oder gesättigt, die Reaktion muss zum Beispiel gleich sein.
Dies ist wichtig für die Schmerzforschung, da es ein starker Indikator dafür ist, dass die Reaktion auf den schädlichen Reiz nicht rein reflexartig ist.
Die Wirkung von Schmerzmitteln soll ihre Schockempfindlichkeit dosisabhängig reduzieren.
Zum Beispiel verursacht bei der Krabbe Chasmagnathus granulatus ein Elektroschock, der über zwei kleine Löcher gebohrt wird, die in den Panzer gebohrt werden, eine defensive Bedrohungsanzeige. Die Injektion von Schmerzmitteln verringerte die Schockempfindlichkeit der Krabben, wobei die analgetische Wirkung mit zunehmender Dauer zwischen Injektion und Schock abnahm.
Ein weiteres Experiment zeigte, dass schädliche Reize, die auf eine bestimmte Antenne angewendet wurden, zu einer Reflexreaktion und einer langfristigen Verhaltensaufmerksamkeit auf den betroffenen Bereich führten, die verschwanden, als Benzocain, ein Lokalanästhetikum, verabreicht wurde.
Dies ist besonders interessant, da Schmerzmittel offenbar die Reaktion auf Verletzungen bei Krustentieren verringerten.
Der Punkt ist, dass, wenn die Reflexreaktionen (auf Verletzungen) nur ein grundlegendes Mittel zur Selbsterhaltung waren und nichts mit Schmerz zu tun hatten, dann hätte das Lokalanästhetikum keine Wirkung haben dürfen. Denn es hilft nichts, die Verletzung zu heilen, sondern hat alles damit zu tun, das Schmerzempfinden zu reduzieren.
Die bloße Tatsache, dass Dinge wie Anästhetika die Reaktion auf Verletzungen abzuschwächen scheinen, deutet definitiv darauf hin, dass die schädlichen Reize über eine einfache Benachrichtigung hinausgehen und sie die Ursache dieser Reize nur zu Überlebenszwecken vermeiden müssen.
Wissenschaftler dachten lange Zeit nicht einmal, dass Wirbellose Schmerzen empfinden können. Alle dachten, dass sie nur mechanisch reagierten. Nun, im Vergleich zu unserem komplexen Nervensystem machte es Sinn. Aber ihre Nervensysteme haben ihre eigene Komplexität.
Soweit mir bekannt ist, müssen Wissenschaftler derzeit noch keine Ethikformulare ausfüllen, um mit Krabben, Krebsen, Garnelen usw. zu experimentieren. Die Situation ändert sich jedoch.
In der Schweiz haben sie sich beispielsweise dafür entschieden, Hummer vor dem Kochen zu betäuben oder auszuschalten.
Was ist Schmerz? Es mag wie eine Frage erscheinen, auf die jeder bereits die Antwort kennt, aber es ist tatsächlich eine ziemlich subjektive Vorstellung und selbst Menschen erleben sie sehr unterschiedlich.
Bei Tieren ist es viel komplizierter. Mehr noch, niemand versteht wirklich, was Schmerz eigentlich bei Tieren und insbesondere Krebstieren ist. Aus diesem Grund gibt es keine schlüssigen Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass Hummer, Krabben, Krebse, Garnelen und andere Krebstiere Schmerzen empfinden können – nur nicht auf die gleiche Weise wie Menschen.
Das vielleicht überzeugendste Argument dafür, dass Krebstiere Schmerzen empfinden, ist nicht ihr Verhalten, sondern das Vorhandensein von Nozizeptor-ähnlichen Strukturen in ihrem Nervensystem und ihre Reaktion auf Schmerzmittel.
Trotzdem ist es uns derzeit unmöglich, genau zu wissen, wie ihre Reaktion auf Reize ist. Aufgrund der Natur des Schmerzes selbst wissen wir es vielleicht nie genau! Daher ist es humaner, sich ihnen mit der Annahme zu nähern, dass Krabben, Krebse und Garnelen Schmerzen empfinden.
Es ist eine wichtige Frage in der Bioethik und im Bereich der Tierpflege, weil wir ihnen kein Leid zufügen wollen. Wir müssen uns immer dafür einsetzen, lebende Organismen um uns herum mit Respekt zu behandeln. Schließlich gibt es eine enorme Menge an Beweisen dafür, dass sie Schmerzen empfinden.
