Антидепрессанты меняют поведение животных: как технологии помогают это выяснить

Новое исследование показывает, что самки скворцов, получавшие пищу с добавлением антидепрессанта флуоксетина (Прозак), становились менее "привлекательными" для самцов и реже спаривались. Это новое доказательство потенциального вреда лекарств, попадающих в окружающую среду.

Как и многие препараты, антидепрессанты не полностью расщепляются в организме и выводятся с мочой, попадая на очистные сооружения. Эти объекты не способны разрушить такие вещества, поэтому они оказываются в реках и эстуариях, накапливаясь в дикой природе. Рост числа людей с психическими расстройствами и увеличение назначений антидепрессантов и противотревожных средств усугубляют проблему загрязнения воды.

Известно, что химикаты могут влиять на агрессию, обоняние, ухаживание и реакцию на стимулы у диких животных. Эти поведенческие аспекты критически важны для выживания. Однако большинство данных получены в лабораториях, а поведение животного часто сильно зависит от окружающей среды. Чтобы точно определить, как загрязнение лекарствами влияет на животных в дикой природе, мы используем технологии для отслеживания и анализа их поведения.

Технические решения

Одна из сложностей — быстро меняющееся поведение, которое трудно регистрировать, не потревожив животное. Например, для оценки "феминизирующего эффекта" сточных вод на рыб можно провести вскрытие или взять пробы крови. Но для измерения поведения нет простого анализа крови или ткани. Помещение животных в клетки также меняет их поведение. Здесь на помощь приходят технологии.

Так, мечение животных GPS-метками и спутниковое отслеживание позволили изучить перемещение синих китов в ответ на шум, погружения черепах и миграцию птиц. Эти методы открыли новые детали жизненного цикла удаленных и исчезающих видов.

В нашей лаборатории исследования показали, что ракообразные, подвергшиеся воздействию антидепрессантов, проводят в пять раз больше времени на свету по сравнению с контрольной группой. Используя инфракрасные камеры и программное обеспечение для трекинга, мы автоматически измеряем различные аспекты их поведения: активность, дистанцию и скорость перемещения, скорость и угол поворотов. Раньше для этого приходилось вручную анализировать часы видеозаписей.

Новые программные системы включают распознавание паттернов поведения. Например, для крысы или мыши программа автоматически фиксирует время, затраченное на груминг, обнюхивание или еду. Следующая задача — применение алгоритмов машинного обучения (разновидность ИИ), которые позволят компьютеру выявлять неизвестные ранее и очень тонкие поведенческие паттерны, неразличимые для человека. Это поможет обнаружить необычное поведение, вызванное загрязнением.

Наша следующая цель — выяснить, проявляются ли эффекты антидепрессантов, зафиксированные в лаборатории, в дикой природе. Исследователи в Швеции уже изучают этот вопрос, используя звукозаписывающее оборудование для отслеживания поведения рыб, подвергшихся воздействию противотревожного препарата оксазепама в целом озере.

Рыбы были оснащены акустическими передатчиками, сигналы которых улавливались приемниками вокруг озера, что позволяло точно определять их позицию. Рыбы, подвергшиеся воздействию оксазепама, были смелее, удалялись дальше от берега, имели большие территории и были в целом активнее. Эти полевые результаты совпали с лабораторными, что дает уверенность в релевантности лабораторных экспериментов для оценки эффектов препаратов в дикой природе.

В будущем мы надеемся, что оборудование для отслеживания станет еще миниатюрнее, чтобы можно было наблюдать за поведением даже мелких беспозвоночных, таких как креветки и улитки. Уже сейчас эта технология дает глубокое понимание поведения дикой природы и предоставляет тревожные данные о влиянии лекарств на окружающую среду.