今日は甲殻類の痛みと神経科学に関連するすべてのことを探求します！だから、カニをしてください 、ヤドカリ 、ザリガニ またはエビ 痛みを感じますか？これは非常にトリッキーな問題です。特に、これらのモデル生物を扱っている人や、ペットとして飼っている人にとってはなおさらです。 家庭の水族館で。
この質問に対する簡単な答えはそれです カニ、ザリガニ、またはエビは有害な刺激に反応します。それは彼らがある程度の痛みを経験する可能性があることを意味します。ただし、主な問題は、痛みの定義を完全に適用できないことです。 甲殻類およびその他の無脊椎動物。
重要なのは、結論はしばしば類推による議論に基づいているということです。これは、特定の有害な状況に対する行動反応が甲殻類と人間で類似している場合、それらはおそらく類似した情動状態によって媒介されることを示唆しています。
これは真実からはほど遠いです！
無脊椎動物が（人間のように）痛みを経験できるかどうかは、非常に物議を醸す問題です。したがって、甲殻類、その神経系、負の刺激に対する反応、および痛みについてもっと知りたい場合は、読み続けてください。
痛みとは何ですか？
それではまず、主な質問から始めましょう…痛みとは何ですか？
一般的な用語 、痛みは通常、実際のまたは潜在的な病気や怪我に関連する不快な感覚的および感情的な経験として定義されます。
ここに甲殻類の最初の問題があります。カニ、ザリガニ、エビなどは、彼らの感情的な経験を説明することはできません。したがって、科学者は痛みの用語を「保護的および栄養的反応を誘発し、学習した行動をもたらし、種固有の行動を変更する可能性のある実際のまたは潜在的な傷害によって引き起こされる嫌悪的な感覚体験」として変更する必要がありました。
基本的に、痛みを伴う甲殻類は、有害な刺激を回避する方法を学び、さらなる怪我や痛みを軽減する保護機能を持つ行動の持続的な変化を示す必要があります。
神経科学の観点から 、痛みは脳によって生成される感覚であり、通常、何かが潜在的に危害や危険を引き起こしている兆候であると解釈する刺激を受け取ったときに発生します。
これらの信号を伝達する神経のタイプは侵害受容器として知られており、ラテン語のNocereに由来し、「害を及ぼす」ことを意味します。これは、害の指標であることを意味します。
しかし、それはそれほど単純ではありません。一部の科学者は、侵害受容は痛みと同等ではないため、単に侵害刺激への反応に注意するだけでは不十分であると考えています。
侵害受容と痛み
危険で有害な刺激を検出する能力は、生存の観点から適応性があり、したがって、動物の早期警報システムの進化は直感的に思えます。そうでなければ、動物は繰り返し自分自身を傷つけ続け、病気、手足の喪失、さらには死亡につながるでしょう。
注 ：熱くなりすぎたり、冷たすぎたりするものに誤って触れたときのことを思い出してください。感じた痛みは、もともと侵害受容器によって伝わったものです。そのための痛みの原因を確認する必要さえないかもしれません。
しかし、甲殻類では、侵害受容が不快感を伴うという示唆はなく、中央処理と意思決定が反応に関与しているという意味もありません。それどころか、侵害受容はしばしば、組織の損傷を最小限に抑えるのに役立つ反射反応を伴います。
これは、侵害受容器が必ずしも侵害受容が痛みにつながることを意味するわけではないことを意味します。
さらに、痛みは、組織に損傷を与える刺激からの離脱を助ける無意識の反射反応だけを意味するのではないという意見があります。また、無脊椎動物で証明するのが最も難しい「脳」の意識的な部分の介入によるそのような刺激の認識も含まれます。
簡単に言えば、行動は痛みの最も明白な指標のように見えるかもしれませんが、痛みを経験しなくても機械的反射が存在する可能性があることに注意する必要があります。
脊椎動物から優れた反応性を引き出すことが期待されるような状態で、行動反応がないことが時折指摘されるという複数の報告があります。たとえば、一部の昆虫は、捕食者に生きたまま食べられている間、または男性のカマキリの場合に示されているように、餌を与え続けます。 、彼らの交配相手によって。
侵害受容、痛み、甲殻類
これで、メインがわかりました 痛みの機能は、将来の回避を支援することです 痛みを伴う刺激の 、一方、侵害受容は、即時の保護を提供するが、意識や長期的な行動の変化をもたらさない反射反応を可能にします。
しかし、カニ、エビ、ザリガニは痛みを伴う刺激を避けることを学びますか？
実験の1つでは、科学者は痛みとヤドカリの侵害受容として知られる現象の違いを区別したいと考えていました。ヤドカリが貝殻の1つを使用したとき、彼らは軽度の電気ショックを使用しました。
テストでは、ヤドカリがいくつかの軽い電気ショックを受けた後、代替オプション（殻）を探し始めたことが示されました。
したがって、カニの迅速なショック回避と識別学習（2つのシェルター間）は、ショックがシェルターの選択に影響を及ぼし、他の種に使用される痛みの定義と一致していることを明確に示しました。
他の実験では、ザリガニ（Procamarus clarki） 暗いシェルター（自然な好み）と明るいシェルターのどちらかを選択する必要がありました。暗い避難所を選ぶたびに、軽い感電を受けました。
その結果、ザリガニは、衝撃が与えられていない安全な場所に歩いて行くことで、これらの関連に対応することをすぐに学びました。さらに、ショックを受けたザリガニは、血糖値の上昇と相まって、脳のセロトニン濃度が比較的高く、ストレス反応を示唆しています。
注 ：ショックとライトチャンバーの間の単一の試行からの関連は、最大3時間持続しました。一方、別の実験では、ザリガニは1日20回の試行を32日間行った後、「徐々に回避行動を発達させる」ことができました。
したがって、これらの研究から収集された証拠は、甲殻類が実際に痛みを感じていることを強く示唆しています。
しかし…それよりも少し複雑です。
別のテストは、カニが利用できる手がかりを変更することでした。したがって、カニが特定の縞模様の縞模様を衝撃に関連付けていた場合。
データは、カニがショックのない避難所に着き、ショックを回避するために、左または右に歩くことを学んだことを示しています。しかし、カニが認知地図を使用したという証拠はありませんでした。
これらの調査結果は、痛みの経験の重要な基準/期待である迅速な回避学習を示していますが、これだけでは、カニが痛みの概念とすべて一致する痛みを経験できることを証明するものではありません。
甲殻類の痛みの指標
カニ、ザリガニ、またはエビが痛みを感じる場所を決定するために、一部の科学者は、痛みを示すために使用される可能性のある基準をさらに追加することを提案しました。具体的には：
- 侵害受容器の存在
- 回避学習
- 適切な中枢神経系と受容体
- 患部の使用の減少、足を引きずる、こする、保持する、または自切を含む可能性のある保護運動反応
- 生理学的変化
- 刺激の回避と他の動機付けの要件との間のトレードオフ
- 鎮痛剤で治療した場合、痛みの経験の証拠が減少します。
侵害受容器の存在と回避学習についてはすでに説明しました。研究によると、それらは少なくとも痛みの経験の最低基準に適合しています。それでは、ここから始めましょう。
3）甲殻類の中枢神経系と適切な受容体
甲殻類の中枢神経系は次のもので構成されています：
- 脳（脳神経節または神経節）;
- 一連の小さな神経細胞クラスターをつなぐ腹側神経索。
甲殻類の脳は、脊椎動物で説明されているものとはまったく異なります。それは非常に単純で、3つの神経細胞クラスター（脳神経節または神経節）のみで構成されています。
脳はいくつかのことを制御できますが、移動や交配などの多くのことは他の神経節によって制御されます。これは、脳神経節が無効になった場合でも、甲殻類の一部が動き、外部刺激に反応しながら意図的に反応することを意味します。
注 ：脳が小さすぎて痛みを感じることができないと言う人もいるかもしれません。まあ、脳のサイズは必ずしも機能の複雑さに等しいとは限らないので、この議論は有効ではありません。たとえば、アカザエビなどの大型甲殻類の脳は、多くの脊椎動物の脳よりもかなり大きい可能性があります。
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4）保護モーター反応
動物の痛みの最も一般的な兆候：
- 患部の使用を減らす
- 足を引きずる、
- こする
- 引っかき傷
- 自切、
- その他の通常の変更
たとえば、カニは、ホットプレートに置いた場合や、手足に酢酸を注射した場合など、血リンパ（失血）の喪失を伴わない状況で手足を自切します（キャストオフ）。
注 ：脊椎動物の痛みを伴う刺激に反応してこれらの行動を観察する一方で、ほとんどの無脊椎動物は同じ行動を示さないことに注意してください。ただし、特定の外部行動を表示しないということは、必ずしも生物が痛みを感じていないことを意味するわけではありません。 進化は複雑すぎます。おそらく他の動物は、脆弱であると見なされて捕食者に狙われるのを避けるために、痛みを隠すことを学びました。
5）生理学的変化
脊椎動物では、痛みは呼吸パターン、頻脈、瞳孔散大、血流の変化などの生理学的変化も引き起こします。
とはいえ、甲殻類における同様の反応の調査は限られています。これらの生理学的変化は、まだいくつかのケースで登録されていました。
ショックを受けたザリガニは、血糖値の上昇と相まって、脳のセロトニン濃度が比較的高いことをすでに述べました。これは、ストレス反応を示唆しています。別の科学者は、敵対的な遭遇での鉤爪の自切後の心拍数の低下を記録し、これが過度の失血を回避する試みである可能性があることを示唆しました。爪の除去によるこれらの効果は24時間以上続きました。
ジャーナルBiologyLettersに掲載された別の研究によると、ヨーロッパミドリガニは痛みの刺激に物理的に反応します。
研究者が彼らの血リンパ（または「血液」）をテストしたとき、それは乳酸の3倍の量を持っていました。基本的に、これはストレスの明らかな生理学的兆候です。
6）刺激回避と他の動機付け要件との間のトレードオフ
トレードオフには、動物のさまざまなニーズを比較検討する何らかの形式の処理が含まれることは明らかです。これは、他の動機付けの優先順位に関係なく、応答が同じでなければならないことを意味します。それは単なる反射（侵害受容によって引き起こされる）であってはなりません。
たとえば、空腹か満腹かは同じ反応でなければなりません。
これは、有害な刺激に対する反応が純粋に反射的ではないことを示す強力な指標であるため、痛みの研究にとって重要です。
7）鎮痛剤で治療した場合の痛みの経験の証拠の減少
鎮痛剤の効果は、用量依存的にショックに対する感受性を低下させるはずです。
たとえば、カニのChasmagnathus Granulatusでは、甲羅に開けられた2つの小さな穴を介して電気ショックが発生すると、防御的な脅威が表示されます。鎮痛剤を注射すると、カニのショックに対する感受性が低下し、注射からショックまでの期間が長くなると鎮痛効果が低下しました。
別の実験では、特定のアンテナに有害な刺激を加えると、局所麻酔薬をベンゾカインに投与すると消失した、影響を受けた領域への反射反応と長期的な行動的注意がもたらされることが示されました。
これは、鎮痛剤が甲殻類の傷害に対する反応を明らかに低下させたことは特に興味深いことです。
重要なのは、（傷害に対する）反射反応が自己保存の基本的な手段としてのみであり、痛みとは何の関係もない場合、局所麻酔薬は何の効果もなかったはずです。それは怪我を治療するために何もせず、痛みの感覚を減らすことに関係しているからです。
麻酔薬などが傷害への反応を軽減するように見えるという事実は、有害な刺激が単なる通知を超えており、単に生存のためにその刺激の原因を回避する必要があることを明確に示唆しています。
甲殻類のテスト、倫理、法律、痛み
長い間、科学者たちは無脊椎動物が痛みを感じるとさえ考えていませんでした。誰もが単に機械的に反応しただけだと思っていました。まあ、私たちの複雑な神経系と比較して、それは理にかなっています。しかし、彼らの神経系には独自の複雑さがあります。
私の知る限り、現在のところ、科学者はカニ、ザリガニ、エビなどを実験するために倫理的形態をクリアする必要はありません。しかし、状況は変化しています。
たとえば、スイスでは、アカザエビを茹でる前に気絶させたり、ノックアウトしたりすることを法制化することを選択しました。
結論：カニ、ザリガニ、またはエビは痛みを感じますか？
痛みとは何ですか？誰もがすでに答えを知っている質問のように見えるかもしれませんが、それは実際にはかなり主観的な考えであり、人間でさえそれを非常に異なって経験します。
動物の場合はもっと複雑です。さらに、特に動物や甲殻類の実際の痛みを誰も本当に理解していません。そのため、アカザエビ、カニ、ザリガニ、エビ、その他の甲殻類は、人間と同じように痛みを感じる可能性があることを示す決定的な研究が行われていません。
おそらく、甲殻類が痛みを感じるという最も説得力のある議論は、彼らの行動ではなく、神経系の構造に似た侵害受容器の存在と鎮痛剤に対する反応です。
それにもかかわらず、現在、刺激に反応して彼らの経験が何であるかを正確に知ることは不可能です。痛み自体の性質上、私たちは確実に知ることはできないかもしれません！したがって、カニ、ザリガニ、エビが痛みを感じると仮定して彼らに近づくことは、より人道的です。
私たちは彼らに苦痛を与えたくないので、それは生命倫理と動物の世話の分野で重要な問題です。私たちは常に、身の回りの生物を尊重して治療することを提唱する必要があります。結局のところ、彼らが痛みを感じていることを示唆する膨大な量の証拠があります。
参照：
- ショアカニ（Carcinus maenas）での識別学習によるショック回避は、痛みの重要な基準と一致しています。 Journal of Experimental Biology 216、353-358。 2013. doi：10.1242/jeb.072041。
- 水生動物の痛み。 Journal of Experimental Biology（2015）218、967-976 doi：10.1242/jeb.088823。
- 痛みに関する無脊椎動物の視点。動物の感性2016.018：魚の痛みの鍵についてのマザー解説。
- カニの痛み。 J.Exp。 Biol。 216、353-358。
- 動物の痛みの定義と評価。科学と政策のための人道協会研究所。 2014年11月。
- 甲殻類の十脚類の痛みの行動指標。アンイストスーパーサニタ2009|巻45、No。4：432-438。
- 十脚甲殻類の痛みの証拠。動物福祉2012、21（S2）：23-27。土井：10.7120/096272812X13353700593365。 ISSN0962-7286。
- 甲殻類の痛みとストレス？ Applied Animal Behavior Science 118（2009）128–136
