Frontiers in Neuroscience

Introduction

Az agy szexuális dimorfizmusára vannak bizonyítékok (pl., Coffey et al., 1998; Sacher et al., 2013), és az új orvosi elméletek rámutatnak a nemspecifikus orvoslás fontosságára a kockázati tényezők, az epidemiológia és a kezelési eredmények szempontjából (pl. Mielke et al., 2014). Annak érdekében, hogy a viselkedési, valamint a funkcionális képalkotó vizsgálatokból lényeges és átfogó információkat nyerjünk ki, a nem, mint lényeges tényező bevonása nagy érdeklődésre tart számot (Sacher et al., 2013). Ez az áttekintés rávilágít ennek fontosságára a kemoszenzoros tudomány számára, amelyben a kemosignálokról ismert, hogy maguk is nemspecifikus hatást váltanak ki.

A “feromonok” (ún. kemosignálok) kifejezést 1959-ben Peter Karlson és Martin Lüscher alkotta meg, akik ezeket úgy definiálták, mint “olyan anyagokat, amelyeket egy egyed választ ki kifelé, és egy másik, azonos fajhoz tartozó egyed kap, amelyben egy meghatározott reakciót, például egy meghatározott viselkedést vagy fejlődési folyamatot váltanak ki” (Karlson és Lüscher, 1959). Ezeknek a szemiokémiai anyagoknak a felkutatása még mindig a kémiai ökológia és a kommunikáció tanulmányozásának megfoghatatlan célja. Ma már egyértelmű, hogy a kemoszignálok jelentős szerepet játszanak a társas interakcióban és a kommunikációban különböző fajoknál. Köztudott, hogy az állatok a bőrükből származó kemoszignálok manipulálásával képesek affektív állapotokat, például stresszt, riadalmat, félelmet, szorongást vagy szexuális érdeklődést kommunikálni (Kiyokawa, 2004; Kiyokawa et al., 2006). Az állatokban ezeket a jeleket a vomeronazális szerv (VNO) és a járulékos szaglórendszerek, valamint a fő szaglórendszer közösen dolgozza fel (Chamero et al., 2012; Petrulis, 2013). A VNO-val foglalkozó sokféle szakirodalom kevés konszenzust biztosít a VNO jelenlétét illetően az emberben (áttekintésért lásd Meredith, 2001). Míg az állatok VNO-jához hasonló struktúrát találtak méhen belül az emberben (Knecht és mtsai., 2003), ugyanez a struktúra felnőttekben nem észlelhető folyamatosan (Trotier és mtsai., 2000; Trotier, 2011). A mai napig nem tisztázott, hogy létezik-e emberi VNO, és hogy szerepet játszik-e a kemoszignálok érzékelésében (Frasnelli et al., 2011).

Az emberi test számos területe – például a láb, a száj vagy különösen a hónalj régiója – ismerten termel olyan szagokat, amelyek kemoszignálként hatnak (Pause, 2012). Nemrégiben Gelstein és munkatársai (2011) megállapították, hogy a könnyek kemosignálokat közvetítenek, és még a fülzsírról is azt javasolták, hogy képes kemoszenzoros információkat szállítani (Prokop-Prigge és munkatársai, 2014). Mindazonáltal az emberi izzadság a kemosignálok legkiterjedtebben vizsgált közvetítője (Porter és Moore, 1981; Lundström és mtsai., 2008; Zhou és Chen, 2008; Zernecke és mtsai., 2010; Albrecht és mtsai., 2011).

Bár az emberi testszagkoktél jóval több mint 200 egyedi összetevőt tartalmazhat (Zeng és mtsai., 1996), a legintenzívebben vizsgált összetevő a szteroid 4,16-androstadien-3-on (AND). Az AND molekula kémiai szerkezete nagyon hasonlít az androszténonhoz, egy jól ismert állati feromonhoz (Melrose et al., 1971). Az AND sajátos, nemi jellegzetességei és különösen az emberi viselkedésre és pszichofiziológiai eseményekre gyakorolt hatása nagy figyelmet kapott a legújabb kutatásokban.

A következő szakaszok az AND viselkedési és pszichofiziológiai hatásaival, valamint neuronális feldolgozásával foglalkozó kutatásokra összpontosítanak, hangsúlyozva a nemi jellegzetességeket és a nemi jellegzetességeket.

Az AND viselkedési és pszichofiziológiai hatásai

Az AND egyike azon anyagoknak, amelyekről ismert, hogy nem tudatos módon modulálják a pszichológiai és fiziológiai állapotokat, valamint az emberi viselkedést (Lundström és Olsson, 2005). Köztudott, hogy az AND bizonyos kereszt-szexuális jellemzőkkel jár együtt, és az utóbbi időben nagy figyelmet kapott, különösen a nők pszichofiziológiájára gyakorolt hatása tekintetében (Jacob és McClintock, 2000; Jacob és mtsai., 2001, 2002; Lundström és Olsson, 2005; Wyart és mtsai., 2007). Vannak azonban bizonyítékok arra, hogy az ÉS a férfiak pszichofiziológiáját és viselkedését is befolyásolja (Bensafi és mtsai., 2003, 2004). Ezek a nemspecifikus hatások nemcsak különösen érdekessé teszik az AND-ot, hanem a vegyes vizsgálati csoportok és a terjedelmetlen vizsgálati leírás miatt bizonyos eredmények értelmezési torzítását is előidézik. Az 1. táblázat áttekintést ad a nemspecifikus vizsgálatokról és eredményekről.

A korábbi viselkedési és pszichofiziológiai vizsgálatok adatait a következő szakaszokban a minta neme szerint kategorizálva közöljük.

A női mintában az AND-ot vizsgáló tanulmányok

Női alanyok AND-expozíciójával kapcsolatos pszichofiziológiai megnyilvánulásokról számoltak be, a nyál kortizolszintjében kimutatott AND alapján (Wyart et al., 2007), a vegetatív fiziológiai szintek pedig a légzési és a szívfrekvencia, valamint a bőr vezetőképességének és a testhőmérséklet emelkedésének jelentős csökkenését mutatták (Grosser et al., 2000). Ezen túlmenően Lundström és munkatársai szerint az AND fokozta a nők koncentráltságának érzését (Lundström és mtsai., 2003), és fokozott figyelmet váltott ki, még az AND tudatos észlelésén kívül is (Lundström és Olsson, 2005). Ezenkívül a kemoszenzoros eseményhez kapcsolódó potenciál (ERP) felvételek elemzései kimutatták, hogy az AND 13 és 20 százalékkal gyorsabban kerül feldolgozásra, mint a hedonikus és intenzitásértékelésben hasonló szaganyagok (Lundström és mtsai., 2006b). Különös tekintettel az AND általánosan javasolt szerepére a reproduktív viselkedésben, két tanulmány (Thorne et al., 2002; Saxton et al., 2008) azt jelzi, hogy a férfiak női vonzerőre vonatkozó értékeléseit ez a speciális kemoszignál modulálja, a nők magasabb értékelésével az AND feltételben, míg egy másik kísérlet (Lundström és Olsson, 2005) nem tudta megerősíteni ezt a hatást.

Saxton és munkatársai (2008), akik az AND hatását egy speed-dating-versenyen vizsgálták, azzal érveltek, hogy az AND feltételezett kontextusfüggősége csak egy férfi személy jelenlétében fordulhat elő (Jacob és munkatársai, 2001; Lundström és Olsson, 2005). Továbbá a legújabb szakirodalom szerint az AND erősíti az intraszexuális versenystratégiákat nőknél (Parma et al., 2012).

Az AND modulátor-kémiai jelként betöltött szerepét is megvitatták azzal összefüggésben, hogy a hormonális állapot és e speciális szteroid közötti kapcsolatként szolgál: Míg az orális fogamzásgátlót szedő nők érzékenyebbek a környezeti szagokra, addig a termékeny nők nagyobb érzékenységet mutattak a reproduktív jelentőségű kemoszignálokra, például az androsztadienonra (Lundström és mtsai., 2006a). Ami az AND hangulatra gyakorolt hatását illeti, úgy találták, hogy az AND fokozza a nők pozitív hangulatát, a nyugodtabb, nyugodtabb és a negatív érzésektől mentes érzéseket (Grosser és mtsai., 2000; Preti és mtsai., 2003). Egy másik tanulmány arról számolt be, hogy a környezet, a mód és az, hogy ki végezte a kísérletet, szerepet játszik az észlelésben. Lundström és Olsson (2005) a szocio-kísérleti körülmények hatását hangsúlyozta nőknél, akik csak akkor mutattak változásokat a saját maguk által jelentett hangulatban, amikor a kísérleti interakciókat férfi kísérletvezető végezte, így ismét a kontextusfüggő hatást javasolta az ÉS számára.

A férfi mintán az ÉS-t vizsgáló tanulmányok

A férfi mintát használó tanulmányok ritkák. Az egyetlen tanulmány, amely az AND hatását férfiaknál vizsgálta, a közelmúltban jelent meg, és kimutatta, hogy az AND közvetlenül befolyásolta a férfiak kooperatív viselkedését azáltal, hogy növelte az ilyen viselkedést (Huoviala és Rantala, 2013).

A vegyes mintákban az AND-et vizsgáló tanulmányok

A vegyes mintákkal készült tanulmányokat úgy definiáltuk, mint amelyekben a vizsgálati terv férfiakra és nőkre egyaránt kiterjedt.

A szimpatikus idegrendszer aktiváló hatásait illetően Jacob és munkatársai (2001) tanulmánya meg tudta erősíteni az AND-nek a nők fiziológiájára gyakorolt feltételezett nyugtató hatását, amint azt már a fenti szakaszban bemutatott női mintát használó tanulmány is sugallta (lásd “Az AND-ot női mintán vizsgáló tanulmányok” című részt; Grosser et al, 2000). Míg az AND beadása férfiaknál a bőr hőmérsékletének emelkedéséhez, nőknél pedig csökkenéséhez vezetett, az AND mindkét nemnél növelte a bőr konduktanciáját, a nőknél szignifikánsan nagyobb hatást figyeltek meg, ami arra utal, hogy az izgató hatás a nőknél jobban érvényesült, mint a férfiaknál (Jacob et al., 2001). Érdekes módon az AND aktiváló hatása a szocio-kísérleti kontextustól függött, mivel a nők reakcióit csak a férfi vizsgáló által végzett üléseken figyelték meg. Néhány más eredmény hasonló módon hangsúlyozta az AND kontextusfüggőségét. Míg a semleges kontextusban vagy kevés szociális interakcióval járó kontextusban beadott AND nem befolyásolta a vegetatív idegrendszeri funkciókat, addig szexuálisan izgató kontextusban nemtől független módon lehetővé tette a fokozott szexuális izgalmat (Bensafi és mtsai., 2004; Hummer és McClintock, 2009). Ugyanebben a szexuálisan izgató kontextusban a légzésszám, különösen a férfiaknál, csökkent, míg a bőrhőmérséklet mindkét nemnél emelkedett (Bensafi és mtsai., 2004).

A pszichológiai változók tekintetében az AND-nek a beszámolók szerint eltérő hatásai voltak férfiaknál és nőknél, amint azt a pszichofiziológiai állapotok esetében kimutatták; míg az AND beadása férfiaknál fokozott negatív érzelmekhez vezetett (Jacob és McClintock, 2000), különösen kellemetlen környezetben (Bensafi és mtsai., 2004), nőknél nem váltott ki negatív hatást. Az AND kontextusfüggőségére összpontosítva, a nőknél a pozitív érzéseket szomorú időben tartósnak találták (Bensafi és mtsai., 2004), semleges kontextusban pedig fokozódtak (Jacob és McClintock, 2000).

Egy másik vizsgálat, amely az AND hangulatra és fájdalomérzetre gyakorolt hatását elemezte, arra a következtetésre jutott, hogy e szteroidnak való kitettség csak a nőknél vezetett a hangulati állapot javulásához (Villemure és Bushnell, 2007). E megállapítás alapján a szerzők továbbá azt feltételezték, hogy a nők alacsonyabb fájdalomérzetet mutatnak, amikor AND-nak vannak kitéve. Ez a feltételezés azonban nem igazolódott, mivel a nők érdekes módon fokozott észlelt fájdalmat mutattak (Villemure és Bushnell, 2007).

A kísérleti személy nemének hatását az AND-kísérlet alapválaszára nemrégiben rágcsálókon is megfigyelték (Sorge és mtsai., 2014). Ami a jövőbeli kutatásokat illeti, figyelembe kell venni az AND pszichofiziológiai és pszichológiai változókra gyakorolt nemtől eltérő hatásairól szóló előzetes megállapításokat, különösen az AND kontextusfüggőségét. Ezt a kontextusfüggőséget implicit módon figyelembe kell venni a kísérletek tervezésénél, valamint az eredmények értelmezésénél az értelmezési torzítás elkerülése érdekében.

Az AND neuronális korrelátumai

Az elmúlt években számos neuroimaging vizsgálat nyújtott betekintést a gyakori szaganyagok szaglópálya általi neuronális feldolgozásába (áttekintésért lásd Lundström et al., 2011). Míg a közös szagok általában a temporális-frontális csomópontot, az úgynevezett piriform kéreg, az amygdala, az insula és az orbitofrontális kéreg aktiválják, a testszagok általában a fő szaglórendszeren kívül elhelyezkedő hálózatot váltanak ki, beleértve a hátsó cinguláris kérget, a nyakszirti gyrus, a szögletes gyrus és az elülső cinguláris kéreg (áttekintésért lásd Lundström és Olsson, 2010). A következő szakasz célja, hogy áttekintést nyújtson az olvasónak a kemoszignál ÉS neuronális feldolgozásáról.

A neuroimaging vizsgálatok nemspecifikus eredményt mutattak, de egy másik jelentős eredményt külön meg kell említeni – a szexuális orientációs hatást. Ennek eredményeképpen a következő szakaszok a nemspecifikus neuronális feldolgozásra és a szexuális orientáció hatására tagolódnak.

A következő bekezdésekben tárgyalt eredmények világosabb szemléltetése érdekében áttekintést nyújtunk az olvasónak az AND által kiváltott neuronális aktivációs mintázatokról, nem és szexuális orientáció szerint osztályozva (lásd az 1. ábrát).

Az ÉS nemspecifikus neuronális feldolgozása

Az ÉS-érzékelés neurális korrelációit feltáró korai pozitronemissziós tomográfiás (PET) vizsgálatok nemspecifikus neuronális aktiváció jelenlétére utaltak, amelyben a hipotalamusz pálya jelentősen aktiválódott a heteroszexuális nőknél, de a heteroszexuális férfiaknál hiányzott ez a hipotalamusz aktiváció, helyette a szagló kéreg területei aktiválódtak (Savic et al, 2001, 2005, 2009; Berglund et al., 2006, 2008; Hillert et al., 2007; Ciumas et al., 2009). Ezekkel a PET-vizsgálatokkal ellentétben azonban egy nemrégiben végzett fMRI-vizsgálat nem nemspecifikus hipotalamikus aktivációt talált (Burke et al., 2012). Amikor a szerzők különböző AND-koncentrációkat alkalmaztak, a nőknél szignifikánsan nagyobb hipotalamikus aktivációt mutattak ki, mint a férfiaknál, amikor magasabb koncentrációt alkalmaztak (10 mM). Ez megfelel a korábbi vizsgálatoknak. Amikor azonban a résztvevők közepes koncentrációnak (0,1 mM) voltak kitéve, a férfiak szignifikánsan erősebb hipotalamikus választ mutattak, mint a résztvevő nők (Burke et al., 2012). Ezek az eredmények arra engedték következtetni a szerzőket, hogy az AND mindkét nemben hipotalamikus válaszokat idéz elő az inger koncentrációjától függő módon. Azonban, amikor ezeket az eredményeket összehasonlítjuk Savic és munkatársai vizsgálatsorozatával (Savic et al., 2001, 2005, 2009; Berglund et al., 2006, 2008; Hillert et al., 2007; Ciumas et al., 2009), meg kell jegyezni, hogy Burke et al. (2012) más szagbeviteli módszereket, vegyületkoncentrációkat, valamint egy másik képalkotó technikát használt, amelyek együttesen befolyásolták az eredmények közvetlen összehasonlíthatóságát.

A szexuális orientáció hatása az AND neuronális feldolgozására

Az elmúlt évtized agyi képalkotó kutatásai feltárták, hogy az AND stimuláció jelentős és lokalizált csoporthatásokat eredményez, amelyek látszólag a szexuális orientációtól függenek. Számos funkcionális neuroimaging vizsgálat létezik, amelyek a feromonokra adott agykérgi válaszokkal foglalkoznak, amelyek úgy tűnik, hogy függnek a szexuális orientációtól; a homoszexuális férfiak és a férfi-nő transzszexuálisok ugyanazt az aktivációs útvonalat mutatták, mint a heteroszexuális nők, azaz, hipotalamikus válaszokat mutatva az AND-expozícióra (Savic et al., 2005; Berglund et al., 2008).

Ezzel szemben Berglund és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a homoszexuális nők a heteroszexuális férfiakhoz hasonlóan dolgozzák fel az AND-ot, mégpedig a szagló kéreg egyes részein keresztül (Berglund et al., 2006). Ezek az eredmények (Savic et al., 2005; Berglund et al., 2006, 2008), nagy jelentőséggel bírnak, hogy aláhúzzák a szexuális orientáció neurális feldolgozásra gyakorolt hatásainak más kutatási területeken is meglévő bizonyítékait. A közelmúltban Perry és munkatársai (2013) viselkedési és neuroimaging eredményei azt mutatták, hogy az empátia összefügg a nemmel, valamint a szexuális preferenciával. Továbbá egy vizsgálat, amelynek célja a regionális homogenitás és a funkcionális konnektivitás jellemzése volt a pihenés során, jelentős különbségeket talált a homo- és heteroszexuális férfiak között (Hu et al., 2013). Ezért feltételezés lenne, ha nem vennénk figyelembe annak lehetőségét, hogy ezt a változót moduláló tényezőként használjuk a homogén alanycsoportok eléréséhez.

AND-EST inkonzisztencia

Amint fentebb említettük, az AND nemspecifikus módon kerül feldolgozásra; azonban eddig kevés tanulmány foglalkozott a neurális aktivitáson túli funkcionális aspektusokkal. A legtöbb közzétett tanulmány, amely az AND neurális folyamatokra gyakorolt hatását vizsgálta, egy másik potenciális emberi feromonra, nevezetesen az ösztra-1,3,5(10),16-tetraen-3-olra (EST) is kiterjedt (Savic et al., 2001, 2005, 2009; Berglund et al., 2006, 2008; Hillert et al., 2007; Ciumas et al., 2009). Az EST-t többek között terhes nők vizeletének természetes összetevőjeként mutatták ki (Thysen és mtsai., 1968). Érdekes módon ennek az ösztrogénszerű szteroidnak a beadása az AND-ot kiegészítő hatást vált ki. Míg az AND alkalmazása nőknél hipotalamikus aktivációt, férfiaknál pedig a közös szaglóterületek aktiválódását okozta, addig az EST feldolgozása szögesen ellentétes módon történik, nevezetesen heteroszexuális férfiaknál a hipotalamikus úton, heteroszexuális nőknél pedig a szaglókéreg egyes részein keresztül (Savic et al., 2001, 2005, 2009; Berglund et al., 2006, 2008; Hillert et al., 2007; Ciumas et al., 2009). Ez a kiegészítő kapcsolat nagy élettani jelentőségűnek tűnik.

Az ÉS-hez képest az EST specifikus pszichofiziológiai mérései nagyrészt ismeretlenek. Míg azonban Bensafi és munkatársai (2003) eredményei nem mutatták ki az EST hatását a fiziológiai arousalra, ugyanezek a szerzők úgy találták, hogy az EST tartalomfüggő módon befolyásolja a fiziológiai arousalt (Bensafi és munkatársai, 2004). Az AND és az EST tudatos szagérzékelését állatmodellben vizsgálva Laska és munkatársai (2006) nemspecifikus hatást kaptak, akik nőstény, de nem hím pókmajmoknál észleltek szagérzékenységet az AND-re, míg a legmagasabb koncentrációjú EST-re a hímeknél találtak válaszokat, de a nőstény majmoknál nem. Ezek az adatok is rávilágítanak e két feromonszerű vegyület nemspecifikus feldolgozására nem emberi állatmodellekben. Végül ezek az eredmények azt jelzik, hogy jelentős kutatási igény van az EST pszichofiziológiai hatásainak vizsgálatára.

záró megjegyzések

Amint az látható, az AND nem tudatos alkalmazása közvetíti az emberi viselkedést, a pszichofiziológiát, valamint az agykérgi feldolgozást, eltérő válaszokkal és aktivációkkal férfiaknál és nőknél. Tekintettel a korábbi eredményekre, a kontextuális állapot feltételezett hatását figyelembe kell venni a kísérlet további tervezésénél, valamint az eredmények értelmezésénél és jelentésénél. Ezenkívül a különböző vizsgálatok eredményei közötti eltérések tovább hangsúlyozzák a további kutatások szükségességét ezen a területen, különösen az AND küszöb alatti és küszöb feletti alkalmazása terén, hogy kizárjuk a lehetséges koncentrációfüggő hatásokat. Ezenkívül az fMRI segítségével történő kemoszenzoros képalkotás megjelenése lehetővé teszi az AND neurális feldolgozásának szigorúbb és időben részletesebb vizsgálatát. Végül, amint azt a szexuális irányultsághoz kapcsolódó, fent bemutatott neuroimaging eredmények is mutatják, ügyelni kell arra, hogy vagy homogén alanyi csoportokat vonjunk be, vagy gondosan ellenőrizzük a demográfiai jellemzőket. Az ÉS viselkedési, pszichofiziológiai és neurális feldolgozására gyakorolt nem- és szexuális preferenciaspecifikus hatások közvetítő mechanizmusainak további kutatások alapját kell képezniük.

Kérdések összeférhetetlenségi nyilatkozata

A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségként értelmezhetők.

A köszönetnyilvánítás

A kutatást az FWF támogatta (Veronika Schöpf, Karl-Heinz Nenning, Kathrin Kollndorfer, Jacqueline Krajnik: Jacqueline Krajnik: P23205-B09; Jacqueline Krajnik: P23205-B09; Jacqueline Krajnik: P23205-B09: Krajnik: KLI 252; Karl-Heinz Nenning: P22578-B19) és az EU (Karl-Heinz Nenning: FP7-ICT-2009-5/257528). Johan N. Lundström a Knut és Alice Wallenberg Alapítvány támogatásával (KAW 2012.0141).