Også i fiskemerden rår hierarkiet, og kronisk sosialt underordnede fisk får etter hvert en fysiologisk profil liknende depressive mennesker. Fisken mister evnen til å reagere på akutt stress, og noen av de vanlige fysiologiske stressreaksjonene i kroppen uteblir.

I sitt doktorgradarbeid med stressrespons og frustrasjon hos fisk har stipendiat Marco Antonio Vindas ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet, stadfestet at laks har emosjonelle responser, definert som mer eller mindre ubevisste reaksjoner i hjernen som utløses av krevende eller positive situasjoner.

Reaksjonene er fundamentale for dyrenes evne til å mestre miljøet de lever i. Men forsøk Vindas gjennomførte viste at reaksjonene og de fysiologiske endringene av og til ikke er til fiskens beste.

Den manglende evnen til å reagere på akutt stress vil sannsynligvis føre til økt sårbarhet.  I en merd vil omtrent 25 prosent av fiskene i forskjellig grad være litt annerledes enn de andre.

– De underordnede fiskene er mindre, tynnere og de har en hjelpeløs depresjonslignende atferd, forteller Vindas.

Nivået av signalstoffet serotonin øker vanligvis ved akutt stress, men det skjer ikke i de langtids underordnede fiskene. Serotonin har blant annet betydning for humør, og problem med serotoninnivået forekommer ofte i sammenheng med depresjoner.

Frustrasjon ved mangel på belønning

Ved å lære fisken å assosiere lys med belønning i form av mat så Vindas på hvordan mangelen på forventet belønning over tid utløste frustrasjon. Ikke overraskende økte nervesignalstoffet dopamin. Dopamin er et stoff som overfører kjemiske signaler fra en nervecelle til en annen.

Det dannes i hjernen og er viktig for blant annet følelsen av belønning, motivasjon, hukommelse og læring. Dopamin produseres når individet møter nye situasjoner og er oppmerksomhetsskjerpende.

Mengden dopamin i de frustrerte fiskene økte imidlertid mer enn vanlig. For mye dopamin gjør at hukommelsen og evnen til å reagere normalt svekkes.

– Det var ikke uventet at dopaminnivået steg mer enn normalt. Uforutsigbarheten gjorde at fiskene måtte være skjerpet hele tiden og produserte derfor konstant dopamin. Det lange tidsrommet med høyt dopaminnivå kan føre til at fiskene ikke lenger klarer å bestemme hva som er viktig og ikke viktig, forteller Vindas.

Ved analyse av fiskehjernene vise det seg at reseptorene som nervecellene bruker for å motta dopaminet ved overføring seg i mellom var nedregulert, og mindre dopamin enn normalt ble mottatt.

Denne fysiologiske motreaksjonen på den høye produksjonen av dopamin førte til ytterligere økt dopaminproduksjon og påfølgende reduksjon i reseptorene. 

Samme motreaksjon hos stoffmisbrukere

Når en stoffmisbruker ruser seg skjer den samme reaksjonen i menneskekroppen som i den kronisk frustrerte fiskekroppen, og mengden av dopamin øker. Hos stoffmisbrukeren vil følelsen av belønning og velbehag bre seg i kroppen.

Etter hvert vil reseptorenes evne til å motta dopamin avta, og rusmisbrukeren må ha større doser med stoff for å øke dopaminnivået nok til å få et kick av velbehag.

Også genuttrykket for forskjellig proteiner som er viktig for hukommelse og læring var nedregulert hos de frustrerte fiskene. Det betyr en endring i prosessen hvor informasjonen i et gen overføres til cellenes strukturer og funksjoner. Alt tyder på at nedreguleringen i genuttykket skjedde på grunn av for mye dopamin.

Liten og hissig

Når en liten fisk møter en stor fisk er normal atferd at den lille forholder seg passiv i kampen om dominansen, fordi den vet at den kommer til å tape.

For å se om stress på grunn av mangel på belønning ville påvirke atferden, gjennomførte Vindas et forsøk hvor fisker av forskjellig størrelse møttes for første gang når frustrasjonen og forventningsstresset var høyt.

Fiskene hadde i forkant stått enkeltvis i en relativ kort periode.  Det viste seg at frustrasjonen påvirket de små fiskene mest, og de viste mer aggresjon enn forventet i møte med en større fisk.

Serotonin, som jo har betydning for humør og kontroll over aggresjon hadde høyest nivå i de små fiskene.

– Vi vet ikke om økt aggresjon betyr økt produksjon av serotonin eller omvendt. Det kan jo hende at de små frustrerte fiskene ble motivert til økt aggresjon fordi de da hadde en mulighet til å vinne kampen om maten og få den forventede belønningen, sier Vindas.

I fiskemerder går fôret i slanger, og det skaper lyder når det fôres. Men det fôres ikke alle steder i merdene hver gang det er lyd i slangene.

– Forsøkene viser at mangelen på forventet belønning i form av mat kan føre til økt aggresjon blant fiskene og en enda vanskeligere tilværelse for de sosialt underordnede individene i merden, avslutter Vindas.

Bakgrunn:

Marco Antonio Vindas disputerte ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet i november 2013 med avhandlingen Learning, memory and brain function in fishes: access points to understand the evolution of affective states.