Mengapa anjing gemetar saat basah? Para ilmuwan memecahkan misteri ini – berkat tikus

BOSTON — Kita semua pernah melihatnya – karakteristik goyangan seluruh tubuh yang dilakukan anjing setelah basah, mengirimkan tetesan air beterbangan ke segala arah. Namun, “goyangan anjing basah” tidak hanya terbatas pada anjing sahabat kita. Ini sebenarnya adalah perilaku yang dilestarikan secara evolusi yang diamati secara luas pada spesies mamalia berbulu. Kini, para ilmuwan akhirnya menemukan sirkuit saraf yang memicu perilaku aneh namun penting ini.

Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Sainspara peneliti di Harvard Medical School telah memetakan neuron sensorik spesifik dan jalur otak yang bertanggung jawab untuk memulai osilasi cepat yang membantu hewan mengeluarkan air dan bahan pengiritasi lainnya dari bulunya. Penemuan ini tidak hanya membantu menjelaskan perilaku hewan yang ada di mana-mana, tetapi juga memberikan wawasan menarik tentang bagaimana sistem saraf kita memproses sensasi sentuhan dan mengubahnya menjadi respons motorik yang terkoordinasi.

Goyang anjing basah berfungsi sebagai cara yang sangat efisien untuk menghilangkan air dan zat lain dengan cepat dari bulu hewan, terutama dari area seperti punggung yang tidak mudah dijangkau untuk merawat dirinya sendiri. Tim peneliti menggunakan berbagai teknik canggih untuk mengidentifikasi sel saraf spesifik yang mendeteksi tetesan air atau minyak pada kulit dan memicu respons guncangan yang khas. Penelitian mereka berfokus pada tikus, yang menunjukkan perilaku gemetar yang sama.

Dipimpin oleh ahli saraf Dawei Zhang, penelitian ini menjelaskan bahwa pemain kuncinya adalah neuron penginderaan sentuhan khusus yang disebut C-LTMRs (mechanoreceptors ambang rendah serat-C). Neuron-neuron ini sangat sensitif terhadap rangsangan mekanis yang lembut dan ditemukan secara eksklusif di sekitar bulu-bulu kecil dan halus yang membentuk lapisan bawah hewan. Ketika tetesan air atau minyak mendarat di bulu, hal itu menyebabkan bulu-bulu kecil tersebut bergerak, sehingga mengaktifkan neuron C-LTMR.

Untuk membuktikan neuron-neuron ini memang bertanggung jawab memicu respons guncangan, para peneliti menggunakan teknik yang disebut optogenetika, yang memungkinkan mereka mengaktifkan neuron tertentu menggunakan cahaya. Ketika mereka hanya menstimulasi neuron C-LTMR dengan cahaya, tikus tersebut menunjukkan perilaku gemetar yang khas – meskipun tidak ada air atau minyak. Seolah-olah mereka telah membodohi sistem saraf tikus dengan menganggapnya basah.

Tim juga melakukan percobaan sebaliknya: mereka secara selektif menghilangkan neuron C-LTMR dan menemukan bahwa tikus dengan jumlah neuron yang lebih sedikit menunjukkan penurunan respons guncangan sekitar 50% ketika air atau minyak dioleskan ke bulunya. Hal ini menegaskan bahwa neuron spesifik ini memainkan peran penting dalam mendeteksi keberadaan zat di bulu dan memulai respons guncangan.

Para peneliti juga memetakan jalur saraf yang membawa informasi ini ke otak. Mereka menemukan bahwa neuron C-LTMR terhubung ke kelompok neuron tertentu di sumsum tulang belakang, yang kemudian menyampaikan informasi ke wilayah otak yang disebut nukleus parabrachial lateral. Ketika jalur ini diinterupsi dalam eksperimen mereka, respons guncangan berkurang secara signifikan.

Ketepatan sistem ini luar biasa. Perilaku gemetar sangat distereotipkan, artinya terlihat hampir sama setiap kali dilakukan. Pada tikus, setiap guncangan melibatkan sekitar tiga putaran tubuh bolak-balik dengan frekuensi sekitar 19 Hz (atau 19 kali per detik). Konsistensi ini menunjukkan adanya sirkuit saraf khusus yang menghasilkan pola motorik spesifik ini.

Menariknya, para peneliti menemukan bahwa respons guncangan ini paling kuat ketika rangsangan diterapkan pada bagian belakang leher, kurang kuat ketika diterapkan pada punggung bawah, dan tidak ada ketika diterapkan pada paha. Hal ini sesuai dengan area yang paling sulit dijangkau hewan melalui perilaku perawatan normal.

Studi tersebut juga mengungkapkan bahwa sirkuit saraf yang sama tampaknya diaktifkan oleh berbagai rangsangan lain selain air, termasuk hembusan udara dan bahan kimia tertentu. Hal ini menunjukkan bahwa goyangan anjing basah berfungsi sebagai perilaku defensif dengan tujuan umum untuk menghilangkan zat yang berpotensi menyebabkan iritasi dari bulu hewan.

Mungkin yang paling menarik adalah kesadaran bahwa neuron C-LTMR ini, yang menurut penelitian sebelumnya mungkin terlibat dalam sensasi sentuhan, sebenarnya memiliki tujuan praktis yang jelas dalam mendeteksi zat pada bulu. Neuron ini tampaknya menjadi bagian dari sistem sensorik khusus yang membantu menjaga kebersihan dan fungsi bulu hewan.

Dari neuron hingga tetesan air, dari sumsum tulang belakang hingga osilasi tersinkronisasi, goyangan anjing basah mewakili mahakarya rekayasa evolusi. Mungkin lain kali, evolusi dapat berupaya menambahkan fitur “penjaga percikan”.