23 апреля 2019, вторник, 21:17
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Оптогенетический Гудвин для трусливых мышей

Ученые обнаружили цепь нейронов в мозге мышей, активация которой превращала робких грызунов в смелых
Ученые обнаружили цепь нейронов в мозге мышей, активация которой превращала робких грызунов в смелых

Чудесное средство волшебника Гудвина смогло наделить Трусливого Льва смелостью. Теперь ученые добились такого же эффекта в действительности, только не со львом, а пока что с мышами. Зато, если Гудвин, как позднее выяснилось, использовал плацебо, то в нынешнем эксперименте действительно производилось воздействие на мозг мыши. Оптогенетика – метод контроля нервных клеток с помощью лазера – помогла превратить самых робких мышей в альфа-самцов, способных регулярно побеждать в конкурентной борьбе. Для этого оказалось достаточным активировать у них определенную цепочку нейронов в передней части лобных долей мозга.

У многих социальных животных существует иерархия, выделяющая доминирующих и один или несколько уровней подчиненных особей. В этологии принято обозначать уровни такой иерархии греческими буквами. Теперь нейробиологи обнаружили цепь нейронов в мозге мышей, активация которой превращала самых робких и забитых грызунов в смелых и доминантных. Профессор Хайлань Ху (Hailan Hu) из Университета Чжэцзян в Ханчжоу, руководивший этой работой, говорит: «Мы стимулируем участок мозга и заставляем мышей продвигаться по социальной лестнице».

Предыдущие исследования показали, что дорсомедиальная префронтальная кора мозга активируется при социальных взаимодействиях, в частности, во время принятия решений о том, проявлять твердость или покорность по отношению к другим особям. Теперь же удалось выявить конкретную нейронную цепь, связанную с доминированием.

В исследовании, опубликованном журналом Science были использованы генетически модифицированные мыши, целевая группа нейронов которых была чувствительной к свету. При помощи оптического волокна, проведенного в мозг, ученые могли по желанию  включать и выключать соответствующую нейронную цепь.

Для эксперимента отбирались мыши-самцы, которые занимали в своих группах подчиненное положение. После активации соответствующей нейронной цепи они немедленно становились смелым, настойчивыми, легко вступающими в конфликты и чаще всего одерживали верх над сородичами, заставляя их подчиняться.

Для проверки эффекта было поставлено несколько опытов. В одном два самца должны были двигаться навстречу друг другу по узкой трубке. Возможности разминуться у них не было, так что один из них должен был при встрече отступить назад. Мыши, которые обычно оказывались в этой роли, после активации нейронов начинали в 90 % случаев одерживать верх. Перед ними отступали те сородичи, которым они раньше проигрывали. В другом опыте мыши конкурировали за теплый уголок в клетке с холодным полом, и также стимуляция нейронов помогала им выходить победителями.

Особенно интересно, что после прекращения активации нейронов не все подопытные мыши возвращались в свой прежний подчиненный ранг. Некоторые из них оставались напористыми и смелым, когда их мозг уже не подвергался искусственному контролю. Ученые назвали это «эффектом победителя».

Авторы отмечают, что подобные схемы имеются и в мозге человека. Хотя иерархии в социальных структурах людей менее жесткие, в них могут проявляться сходные механизмы. Поэтому исследование может оказаться важным для работы с психиатрическими расстройствами, такими как чрезмерное стремление к доминированию или, напротив, полное отсутствие мотивации к социальной конкуренции.

Оптогенетическая активация нейронов уже неоднократно применялась в опытах с мышами. Она позволяла различным исследователям стирать у мышей воспоминания или заставлять их чувствовать жажду. В январе этого года при помощи оптогенетической стимуляции ученые превратили обычных лабораторных мышей в хищников. Такой эксперимент был проведен в Йельском университете под руководством нейробиолога Ивана де Араужу (Ivan de Araujo). В его лаборатории исследуется пищевое поведение грызунов. Однажды ученый наткнулся на статью 2005 года, авторы которой обнаружили, что у крыс в ходе охотничьего поведения активируется участок миндалевидного тела – одного из отделов головного мозга. Причем «охотничий  центр» оказался расположен в отделе, который обычно отвечает за страх и тревогу. Исследователь решил проверить, верны ли эти данные и для мышей. Он рассказал о своем эксперименте в журнале Cell.

Изначально Иван де Араужу и его коллеги полагали, что мыши проявят лишь какие-то элементы поведения хищников, например, будут гоняться за сверчками, которых ученые предложили им в качестве возможной добычи, но не станут их убивать и есть. Но мыши, после воздействия на нужные нейроны, превратились в полноценных хищников. Они стали проявлять несвойственное им ранее поведение: гнаться за сверчками, наскакивать на них, обхватывать лапами, убивать укусом сверху и поедать.

Исследователи выявили два нервных пути, один из которых отвечает за преследование добычи, а другой за точность и силу укуса. Если экспериментаторы воздействовали лазером только на одну группу нейронов, мыши, например, только гонялись за сверчками, но не могли их убить. В случае симуляции обоих путей одновременно мыши атаковали не только сверчков, но и другие предметы, находившиеся в их клетке: щепки и бутылочные пробки. Правда, мыши не нападали на своих сородичей. По мнению исследователей, это объясняется тем, что активность миндалевидного тела в таких случаях подавляется другими отделами мозга.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Владимир Зеленский Древний Египет Западная Африка Латинская Америка Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.