Между любовью и ненавистью в мозге мыши ученые обнаружили тонкую грань

Новое исследование нейробиологов Калифорнийского технологического института, которое изучает мотивы поведения мышей, обнаруживает, что иногда в их мозгу проходит тонкая грань между любовью и ненавистью или гневом. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Nature.

Два варианта поведения мышей-самцов: чем они обусловлены?

«Наша лаборатория заинтересована в понимании того, как мозг контролирует социальное поведение и лежащие в его основе эмоциональные состояния, — пояснил ведущий автор Томоми Кариго, научный сотрудник Калифорнийского технологического института. — Когда мы изучали социальное поведение мышей, мы иногда замечали, что их самцы садятся на других самцов, подобно тому, как они садятся на самок».

Было неясно, пытались ли эти мыши-самцы спариваться с самцом, потому что они просто приняли его за самку, или знали, что это самец, но намеревались установить над ним господство. Ученые надеялись получить ответ на этот вопрос и выяснить, как тот и другой вариант поведения регулируются мозгом.

Ультразвуковые песни самцов при спаривании с партнершей отсутствуют при агрессивном поведении

Чтобы прояснить ситуацию, исследователи сначала записали видео, на которых самцы мышей садятся на самцов и самок. Проанализировав видеоролики, они не выявили очевидной разницы в механике поведения подопытных животных в первом и во втором случае.

После этого поиски различий продолжились, и было выяснено, что во время спаривания с самками самцы издают звуки, похожие на пение. Это ультразвуковые вибрации, которые не доступны человеческому уху. Их можно уловить с помощью специального микрофона.

Кариго и его команда обнаружили, что в случае, когда один самец садится на другого, этого не происходит. Более того, два животных обычно начинают драться после короткого периода «восхождения». Этого не происходит в случае с партнершей.

Эти результаты показали, что поведение по отношению к самке отличается от поведения по отношению к самцу. В частности, установка на «мышь-мужчину», вероятно, является выражением доминирования или умеренного гнева. То есть это агрессивная установка. Тогда как в отношении самки проявляется репродуктивное поведение, также называемое аффилиативным.

Замечено проявление активности в двух областях гипоталамуса

Затем исследователи выяснили, какие области мозга отвечают за каждый тип «подъемного» поведения. Когда самец мышей садился на самца или самку, ученые наблюдали нейронную активность в области его мозга, называемой гипоталамусом, которая контролирует, среди прочего, голод, жажду, метаболизм и защитное поведение.

Как выяснилось, в случае с самкой высокий уровень активности наблюдался в одной области гипоталамуса (MPOA) и, а в случае с самцом — в другой (VMHvl). При более внимательном изучении отдельных групп нейронов было установлено, что некоторые из них одновременно активизируются во время репродуктивного и агрессивного поведения в каждой из обозначенных областей гипоталамуса.

Исследователи пришли к выводу, что они смогут «научить» компьютер, основываясь исключительно на паттерне нейронной активности в этих участках мозга, четко определять, было ли «нападение» сексуальным или оно было агрессивным.

Предположение ученых Калифорнийского института подтвердилось

Затем ученые проверили, действительно ли области MPOA и VMHvl контролируют два вида поведения или же их активизация — это лишь сопутствующие процессы. Они сделали это с помощью техники, называемой оптогенетической стимуляцией, в которой свет используется для запуска возбуждения нейронов. Направляя свет на определенные области мозга, можно стимулировать там нейронную активность и, таким образом, вызывать определенный тип поведения.

Когда исследователи предоставляли самку мыши самцу, последний начинал «петь» и спариваться с партнершей. Но когда исследователи стимулировали при этом VMHvl самца, он переставал издавать высокие звуки и проявлял агрессивное, доминирующее поведение по отношению к самке.

И наоборот, если самец проявлял агрессивное поведение по отношению к другому самцу, а исследователи стимулировали его MPOA, агрессивная мышь переставала драться, начинала «петь» и пыталась спариваться с другим самцом.

Активность мозга мышей сравнивают с качелями любви и ненависти

Кариго и Андерсон сравнивают это с качелями любви и ненависти. Активность в MPOA склоняет качели в сторону любви, в то время как активность в VMHvl склоняет ее в сторону ненависти или агрессии.

«В этом исследовании мы использовали «восходящее» поведение в качестве отправной точки для понимания основных нейронных механизмов, контролирующих эмоциональные или мотивационные состояния», — говорит Томоми Кариго.

Он считает, что сделанное открытие продвигают понимание того, как мозг мыши и, в более широком смысле, мозг млекопитающих работает над контролем эмоций. А когда-нибудь оно поможет лучше понять поведение человека.