есть ли у мышей мозг

Как устроен организм и тело мышей: анатомия

Мышь — маленькое млекопитающее, которое имеет индивидуальные особенности анатомического строения тела и физиологии. Из данной статьи вы узнаете, что находится внутри мыши и как выглядят ее внутренние органы и костяк.

Как выглядит

Данные грызуны довольно небольших размеров — длина самой крупной особи приблизительно 14-15 см, а размеры мышек-малюток составляют 7 см.

Этот представитель отличается вытянутой и заостренной мордочкой, круглыми глазками и большими ушками.

Хвост у млекопитающего без шерсти, с небольшим пушком и кольцевидными чешуйками. Длина хвостика почти равна величине туловища зверька. Шерстка коротких размеров и достаточно гладкая.

Окрас зверька зависит от места обитания: мыши, которые живут в пустынях, окрашены в песочный или коричневый цвет, грызуни, обитающие на севере, как правило, сероватые или черные.

Задние лапки с когтистыми пальцами длиннее передних: их четыре спереди и 5 сзади.

Костяк

Скелет зверька хоть и легкий, но очень крепкий, эластичный и подвижный.

У мышек черепная коробка и часть мордочки немного удлиненной формы, на черепе проявляются места срастания костей. Сильно выделяются такие кости, как парная, лямбовидная, межтеменная, теменно-височная, венечная, лобная.

В этой статье вы сможете посмотреть, как выглядят маленькие особи мышат.

Нижняя челюсть у зверьков развита и может двигаться в разные стороны.

Хребет у грызунов состоит из 5 частей, в частности:

Грудинка достаточно узких размеров — это 13 парных ребер.

Зубная система

У этих млекопитающих есть на каждой челюсти по две пары отлично развитых резцов. Спереди они даже не имеют корней и растут в течение всей жизни. Верхние по размерам больше тех, которые находятся снизу, они защищены крепкой эмалью.

Клыки мышек на челюсти заменены беззубым краем — диастемой, за ним находятся коренные зубы, одни из них ровные, другие бугристые. Благодаря им паразиты перетирают еду. Моляры находятся в постоянном росте и их нужно стачивать.

Если зверек хочет погрызть железный или твердый предмет, они способны обломать нижние резцы снизу, это чревато тем, что зубы, находящиеся на верхней челюсти, будут прогибаться внутрь, таким образом, млекопитающее не сомкнет рот, не наевшись.

Внутренние органы

Рассмотрим подробнее внутренние органы. Трахея зверька находится в шейном отделе, за ней — пищевод. В области гортани расположена щитовидка, а немного ниже, возле грудины — тимус (вилочковая железа). В кровь выделяется секрет благодаря этим железам внутренней секреции.

Сердечный клапан и легкие находятся в грудине.

Отметим, что диафрагма, напоминающая купол, бывает только у грызунов. Она как бы разделяет грудину от брюшины.

Печень расположена под диафрагмой, она тоже наподобие купола. С левой стороны и немного под печенью находится желудок, от которого ответвляются петли тонкого кишечника.

Посредине кишечника вы можете увидеть боковой вырост слепой кишки. Отметим, что этот орган достаточно сильно развит у млекопитающих, которые питаются растительной пищей. Потом идет толстая кишка и анальное отверстие.

У самцов снизу брюшной полости расположены семенники в форме эллипсов. У особей, которые достигли полового созревания, они лежат в мошонке.

От семенников ответвляются вольфовы каналы — протоки, в которые впадают протоки семенных пузырьков. В зависимости от их размеров, самец будет успешен или не успешен в размножении. Ярко выражен половой орган.

У особей женского рода мы можем увидеть матку. У тех самок, которые еще не достигли полового созревания, рога матки очень тонкие, едва заметные. А вот у тех, кто уже нарожал потомства — они широкие. В матке беременных мышек женского рода отлично виден эмбрион.

Органы чувств и обоняния

Так как эти зверьки ведут активный образ жизни именно ночью, то зрительные органы у них развиты плохо. Как выяснили ученые, грызуны могут различать красные и желтые цвета.

Мыши наделены прекрасным слухом — маленькие хвостатые паразиты могут слышать даже высокочастотные звуки.

В темное время суток или в темном помещении они ориентируются в местности с помощью своих усиков — вибриссов. Орган нюха играет немаловажную роль в жизнедеятельности грызунов — благодаря отменному органу обоняния они отличают друга от недруга, находят корм и определяют свое расположение в пространстве.

На лапах расположены специальные железы, которые выделяют секрет, это вещество помогает им метить территорию.

Когда мышь испугается или находится в стрессовом состоянии, в ее моче появляется специальное вещество, оно дает сигнал другим сородичам о надвигающейся опасности, чтобы те могли убежать.

Особенности физиологии

Особенности жизнедеятельности

Грызуны подвижны круглый год, поэтому они постоянно копят провизию на зиму. Однако домовые зверьки обживают человеческое жилье, в котором всегда можно чем-то подкрепиться. Как правило, в летнюю пору мыши переселяются в поле, а ближе к зиме опять оккупируют жилые дома.

Вредители-дикари активизируются преимущественно ночью, но этот фактор зависит от условий климата. Жару они не любят, а ближе к наступлению холодов становятся активнее и днем.

Организм мыши может даже на протяжении длительного времени обходиться без воды, ведь их организм сам в способности выделить необходимое количество влаги.

Источник

Мышиный мозг готов увидеть мир по-человечески

Американские ученые исследовали трансгенных мышей со встроенным геном человеческого светочувствительного пигмента. Как воспринимают цвет такие мыши? Удается ли мышиному мозгу, вооруженному человеческой (трихроматической) фоторецепторной системой, воспринять мир по-человечески? Поведенческие эксперименты в совокупности с электрофизиологическими измерениями сетчатки показывают, что удается.

Цветовое зрение свойственно многим группам животных — и беспозвоночным, и позвоночным. Замечательно различают цвета насекомые и паукообразные, они видят даже в ультрафиолетовом диапазоне; рыбы также видят очень широкий спектр цветов, и эта способность определила чудесные краски коралловых рыбок. Многие земноводные и рептилии и, конечно, все птицы имеют цветовое зрение. Тем не менее цветовое зрение приматов качественно отличается от восприятия цветов у других животных. И это связано с тем, что приматы в ходе эволюции приобрели дополнительный тип фоторецепторов.

Глаз животного, как известно, выстилается сетчаткой — светочувствительным пигментным слоем. В этом слое работают светочувствительные клетки — палочки и колбочки. Палочки цвета не воспринимают. А отвечают за наш художественный вкус колбочки. Фотопигмент палочек только один — родопсин, фотопигменты колбочек — порфиропсины. У многих позвоночных животных имеется два светочувствительных пигмента, это так называемые дихроматы (см. дихромазия), а у приматов — три: синий, зеленый и красный, это трихроматы (но пусть читатели не обольщаются по поводу своей цветовой гениальности — раки-богомолы имеют 12 типов цветовоспринимающих клеток!).

Синий пигмент — общий для всех позвоночных (и ответственный за него ген расположен в аутосоме), а вот зеленый и красный специфичны для приматов (эти два белка кодируются генами, расположенными в X-хромосоме; именно поэтому нарушения цветовосприятия — это болезни, связанные с полом, «мужские» болезни), другие животные довольствуются только одним из этих пигментов. Поэтому спектр цветов, который они различают, отличается от человеческого. Так, лошади не видят синего неба, коровы не могут отличить красное яблоко от желтого, мыши видят серым осенний клен.

Разделение светочувствительных пигментов колбочек произошло еще на заре эволюции позвоночных — 500 млн лет назад, а вот появление третьего дополнительного пигмента в Х-хромосоме — дело сравнительно недавнее. У обезьян Старого Света зрительных пигментов три, как и у человека, а вот у американских обезьян самцы — дихроматы, а часть самок — трихроматы. У гетерозиготных по этому гену самок работают все три светочувствительных пигмента. Считается, что такой тип распределения светочувствительных генов характерен для начальных этапов становления трихромного цветовосприятия.

В связи с этим ученые решили ответить на два важных вопроса. Во-первых, может ли простое приобретение нового пигмента обеспечить новое видение? Ведь в формировании изображения мало воспринять цвет, еще нужно, чтобы мозг сумел распознать новый сигнал и адекватно на него среагировать. Готов ли мозг млекопитающих к немедленному, то есть без длительной эволюционной подготовки, различению цветов? Второй вопрос логически вытекает из первого и связан с выяснением эволюции приматов. Могли ли самки с улучшенным цветовым зрением получить немедленное преимущество перед своими дихроматными сородичами и, следовательно, передать новое приобретение в ведение естественного отбора?

Чтобы ответить на эти вопросы, Джеральд Джейкобс (Gerald H. Jacobs) из Института неврологии Калифорнийского университета (Санта-Барбара, США) вместе с коллегами из Медицинской школы Джонса Гопкинса (Балтимор, США) поставил эксперименты на мышах, в половую хромосому которых был перенесен ген зрительного пигмента человека. Как и у обезьян Нового Света, в этой линии трансгенных мышей есть самцы, у которых работают два типа зрительных пигментов — обычный синий и мышиный средневолновый (λ_max = 510 нм), и самки — гомо- и гетерозиготные. У гетерозиготных самок присутствуют уже три типа пигментов, третий — человеческий, реагирующий на красный участок спектра (λ_max = 556 нм). Гомозиготные самки — дихроматы, имеющие либо мышиный средневолновый пигмент, либо человеческий длинноволновый. Естественно, экспериментаторов интересовали гетерозиготные самки. Именно на них и проводились опыты.

Светочувствительные длинноволновые пигменты в глазу трансгенных мышей оказались вполне активными. Как показали электроретинограммы, новый пигмент обеспечивает небольшой сдвиг максимума цветовосприятия в длинноволновую область.

В поведенческих опытах проверяли, смогут ли трихроматные мыши различить оттенки цветов кормушки и правильно среагировать нажатием рычага. Кормушки освещали монохроматическим светом. Правильное нажатие на рычаг подкреплялось порцией любимого мышами соевого молока. Перед экспериментами мышей не кормили в течение дня, и голод усиливал намерение правильно выполнить задание. Оказалось, что мыши различали все цвета от фиолетового до красного, и порог восприятия зависел от соотношения средне- и длинноволновых пигментов. Чем больше клеток с длинноволновым пигментом, тем в среднем больше правильных нажатий на рычаг в нужном световом диапазоне. В особенности это хорошо заметно, когда экспериментировали с цветами с длиной волны от 550 до 580 нм. Таким образом, сигналы, получаемые «человеческими» рецепторами в сетчатке мышей, адекватно интерпретировались мышиным мозгом.

Как объяснить эти результаты? Ведь нужно иметь в виду, что у мышей, в отличие от человека и приматов, нет специализированных нейронов и ганглиев, отвечающих за передачу импульса от длинноволновых рецепторов. Как же мыши обошлись без них? Ученые заключают, что для передачи и анализа цветовых импульсов в мозгу существует несколько альтернативных механизмов. Самое главное, что в мозг заложена способность воспринимать и интерпретировать импульсы, поступающие от чувствительных клеток с разными типами рецепторов по отдельности, как несущие потенциально разную информацию. После приобретения нового рецептора система передачи и анализа этого сигнала в мозгу может потом постепенно совершенствоваться, подтягивая качество своей работы к качеству цветовосприятия.

Источник: Gerald H. Jacobs, Gary A. Williams, Hugh Cahill, Jeremy Nathans. Emergence of Novel Color Vision in Mice Engineered to Express a Human Cone Photopigment // Science. 2007. V. 315. P. 1723–1725.

См. также:
Как мы видим то, что видим — изложение важных экспериментов по цветовосприятию и история исследований цветового зрения; современные представления о работе мозга по расшифровке цветовых импульсов.

Источник

Мыши мыслят категориями

Для абстрактных размышлений мышиный мозг формирует у себя специальные группы категориальных нейронов.

Без категорий нам пришлось бы трудно. Мы говорим не о категориях в строгом философском смысле, но о способности видеть общее в объектах окружающего мира. Например, мы всегда узнаем стул, пусть он будет деревянный, или металлический, или пластиковый, зелёный или синий, старый или новый. Вне зависимости от того, как он выглядит, мы поймём, что он относится к роду стульев – мы легко определим его категорию. Конечно, есть стул-табуретка, а кто-то и компьютерное кресло называет стулом, но и с этими подкатегориями у нас не возникнет проблем.

Не умей наш мозг категоризовать предметы, мы вряд ли бы достигли таких культурных высот. Не будь категорий, нам пришлось бы при встрече с каждым новым стулом заново изучать, что это такое, для чего оно, чего от него можно ждать. Притом мы обычно не задумываемся, что создание и манипулирование категориями – довольно нетривиальная когнитивная задача. Для этого нужно вычленять отдельные признаки объектов, думать о них абстрактно, то есть в отрыве от реального предмета, переносить с одного на другое и т. д. Естественно, в таких случаях кажется, что мы имеем дело с сугубо человеческой чертой и никто, кроме нас, категориальным мышлением не владеет. С другой стороны, хотелось бы выяснить, как именно наш мозг работает с категориями именно на уровне нейронов и отдельных зон мозга. А с людьми такие нейробиологические эксперименты далеко не всегда можно поставить. И было бы намного удобнее, если бы категоризовать могли, например, лабораторные мыши.

Сотрудники Института нейробиологии Общества Макса Планка пишут в Nature, что на самом деле мыши вполне способны мыслить категориями. Им показывали картинки с чередующимися полосами, и мышам надо было классифицировать полосатые узоры в соответствии с определённым правилом. Например, одна группы мышей должна была оценить полосы по их толщине, а другая группа мышей оценивала полосы по их ориентации. Сначала мышей учили вычленять общий признак, как обычно – с помощью угощения за правильный ответ. Но потом им показывали полосатые картинки, которые они ещё не видели – и мыши успешно применили усвоенные категории к этим незнакомым картинкам.

Более того, когда мышам меняли правила, то они легко переобучались: те, кто прежде сортировали картинки по толщине линий, откладывали старое правило в сторону и начинали сортировать линии по ориентации на рисунке. В общем, мозг мышей оказался вполне способен к абстрактным операциям, иначе они не смогли бы применить признак толщины или ориентации к разным узорам.

Исследователям удалось также узнать, что за категориальное мышление у мышей отвечают нейроны префронтальной коры. Что неудивительно: префронтальная кора считается одним из главнейших центров высших когнитивных функций у всех зверей, от мышей до человека. Определённые группы нейронов в мышиной префронтальной коре активировались именно в тот момент, когда нужно было сортировать полосатые узоры по категориям. Однако на разные категории отвечали разные нейроны. То есть когда мыши сортировали рисунки по толщине линий, в коре работали одни нервные клетки, а когда рисунки нужно было отсортировать по ориентации полос, то тут работали уже другие клетки. По словам исследователей, группы категориальных нейронов формировались постепенно, по мере того, как мыши учились видеть общее в разных рисунках.

Очевидно, что формирование категорий неразрывно связано с работой памяти, когда информация переходит из кратковременной памяти в долговременную – ведь сортировать по видам, родам и классам можно только то, что уже прочно усвоено. С другой стороны, категорий существует огромное множество, их число, особенности, взаимосвязи зависят во многом от нашего сознания – потому что мы часто классифицируем объекты так, как нам удобно, а потом меняем прежнюю классификацию на какую-нибудь другую. Как при этом работают нейроны – огромная тема для исследований.

Вообще говоря, категориальное мышление среди животных – не такая уж исключительная штука. Например, мы как-то уже рассказывали, что среди птиц умение манипулировать признаками, оторванными от конкретного предмета, есть не только у ворон, которые и так известны своим интеллектом, но и у утят. И раз среди зверей категории доступны мышиному мозгу, то можно с определённой уверенностью заключить, что мыслить категориями могут и другие группы млекопитающих, которые считаются эволюционно более развитыми.

Источник

У мышей найдены нейроны, отвечающие за утешение расстроенных товарищей

Рис. 1. Мышь перебирает шерстку стрессированного сородича, чтобы его утешить. Кадр из видео, прилагающегося к обсуждаемой статье в Nature

Важную роль в социальной жизни многих млекопитающих и птиц играет аллогруминг — дружеские прикосновения, поглаживания или уход за мехом (перьями) другой особи. Такие действия укрепляют аффилиативные (дружеские) связи между особями. Иногда аллогруминг используется для утешения сородичей, попавших в беду. Среди грызунов такое поведение было обнаружено у моногамных полевок. Новое исследование американских биологов показало, что обычные лабораторные мыши — классические модельные животные, для которых разработаны мощнейшие исследовательские методики, — тоже утешают стрессированных знакомцев при помощи аллогруминга. Стресс определяется по запаху: умиротворенную мышь будут утешать, если перенести на нее запах стрессированной. Как выяснилось, за это поведение отвечает особая популяция ГАМКергических нейронов медиальной амигдалы (MeA), производящих нейропептиды тахикинины и посылающих сигналы в медиальную преоптическую область гипоталамуса. По рисунку активности нейронов MeA можно определить, общается ли мышь со спокойным сородичем или со стрессированным и будет ли она его утешать. Другие нейроны MeA отвечают за обнюхивание сородичей, третьи — за самогруминг, а возбуждение четвертых ведет к нападению на сородича. Дальнейшие исследования покажут, есть ли у приматов похожие нейронные контуры для утешения товарищей и других форм социального поведения, и если да, то унаследованы ли они от общих с мышами предков или возникли независимо.

Эмпатия, взаимопомощь и забота о ближнем характерны для многих социальных животных, включая людей. Аллогруминг, или социальный груминг (см. Social grooming) — распространенная форма просоциального поведения, которую некоторые животные, по-видимому, используют для утешения стрессированных сородичей (как правило, членов своей группы: обычно с незнакомцами так себя не ведут). Аллогруминг описан у многих животных (включая птиц, грызунов, псовых, лошадей и приматов), но его нейробиологические основы изучены слабо.

Среди грызунов использование аллогруминга не просто для поддержания социальных связей, а именно для утешения расстроенных сородичей до сих пор было надежно установлено только у двух видов моногамных полевок (см. новость Моногамные полёвки способны жалеть друг друга («Элементы», 30.01.2016) и более позднюю статью L.-F. Li et al., 2019. Involvement of oxytocin and GABA in consolation behavior elicited by socially defeated individuals in mandarin voles). Показано, что у полевок в этом поведении из отделов мозга задействованы передняя поясная кора и паравентрикулярное ядро гипоталамуса, а из нейромедиаторов — окситоцин и ГАМК.

Новое исследование нейробиологов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе показало, что обычные лабораторные мыши (Mus musculus) тоже жалеют расстроенных товарищей и используют аллогруминг, чтобы их утешить. А значит, можно изучать это явление на классическом модельном объекте, для которого существует миллион мощнейших генетических и нейробиологических исследовательских методик.

«Утешающий аллогруминг» у мышей был выявлен при помощи методики, испытанной ранее на моногамных полевках (рис. 2). Сначала две мыши одного пола (опыты проводились и на самцах, и на самках) жили в одной клетке не менее 5 недель. После этого они уже хорошо знакомы и не безразличны друг другу. Потом мышей разлучали: тестируемая особь («субъект» на рис. 2) оставалась в своей клетке, а другую мышь («партнера») отсаживали и либо подвергали стрессу, либо нет. Использовали три варианта стресса: слабые удары током по ногам, бросание в воду на 5 минут и помещение на 30 минут в тесную камеру, где мышь не может двигаться. После этого партнера возвращали в домашнюю клетку и регистрировали поведение обеих мышей в течение 13 минут.

Рис. 2. Схема эксперимента, показавшего, что тестируемая мышь (subject) намного чаще использует аллогруминг, то есть перебирает и вылизывает шерстку своего соседа (partner), если сосед пережил стресс. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature

Чтобы сделать анализ поведения более объективным, исследователи научили нейросеть различать в видеозаписях такие виды поведения, как обнюхивание, самогруминг и аллогруминг. Попутно выяснилось, что каждый из трех видов поведения имеет свои уникальные пространственно-временные характеристики, по которым их можно уверенно идентифицировать.

Эксперименты показали, что субъект намного активнее вылизывает и перебирает шерсть партнера, если тот пережил стресс (любой из трёх), чем если с партнером за время разлуки ничего плохого не случилось. И самцы, и самки ведут себя в этом плане одинаково. На частоту и продолжительность вылизывания самого себя (самогруминг) стресс партнера не влияет. У партнеров после стресса социальная активность не росла, а снижалась: они реже по своей инициативе подходили к субъекту. Поэтому усиленный аллогруминг нельзя объяснить тем, что партнер активно просил поддержки у субъекта.

Известно, что грызуны определяют стресс сородичей по запаху. Это подтвердилось: ученые переносили запах стрессированной мыши (при помощи аногенитального мазка) на не подвергавшегося стрессу партнера, и в результате субъект начинает его жалеть и ласкать точно так же, как если бы тот сам пережил неприятный опыт.

Ученые также убедились, что груминг на самом деле успокаивает партнера: после общения с субъектом стрессированные партнеры свободнее передвигались по открытой арене и меньше времени проводили, прячась в уголке. Этот эффект исчезал, если стрессированному партнеру позволяли общаться с субъектом только через сетку. Стало быть, запаховых, слуховых и зрительных стимулов, исходящих от субъекта, недостаточно для утешения партнера: нужны именно прикосновения.

Таким образом, удалось показать существование утешающего аллогруминга у мышей. Теперь можно было приступать к изучению нейробиологических основ этого поведения.

Ученые сосредоточились на медиальном ядре миндалевидного тела (медиальная амигдала, MeA). Это важный компонент «социального мозга» (см.: Нейронные сети, отвечающие за социальное поведение, эволюционируют очень медленно, «Элементы», 14.06.2012), одна из функций которого — обработка социально-значимых обонятельных стимулов.

При помощи микроэндоскопов, вставленных мышам в мозг, и кальциевой визуализации (см. Calcium imaging) ученые обнаружили, что некоторые нейроны MeA возбуждаются в присутствии спокойного (но не стрессированного) партнера, а другие, наоборот, возбуждаются, только если партнер стрессирован. Корреляции настолько строгие, что, глядя на активность этих нейронов, можно точно сказать, с каким партнером сейчас общается мышь — с умиротворенным или стрессированным.

Выяснилось также, что в MeA есть особые популяции нейронов, возбуждающиеся при обнюхивании, самогруминге и аллогруминге. Эти три подмножества нейронов пересекаются лишь отчасти. Например, 7% нейронов MeA возбуждаются и при аллогруминге, и при обнюхивании, 34% — при обнюхивании, но не при аллогруминге, 9% — при аллогруминге, но не при обнюхивании. Наблюдая за активностью нейронов MeA, можно с высокой точностью определить, занимается ли мышь самогрумингом, обнюхиванием, аллогрумингом или не делает ничего из перечисленного. Более того, когда мышь начинает копаться в шерсти партнера, по активности «нейронов аллогруминга» в MeA можно предсказать, как долго она будет этим заниматься.

Выяснив всё это, исследователи перешли к использованию еще более высокотехнологичных оптогенетических (см. Optogenetics) и генно-инженерных методов (один только список искусственных вирусов, вводившихся мышам в те или иные отделы мозга, содержит 18 наименований! ), чтобы установить природу нейронов MeA, контролирующих утешающий аллогруминг.

Среди нейронов MeA есть глутаматергические (производящие глутамат в качестве своего главного нейромедиатора) и ГАМКергические. Оказалось, что во время аллогруминга активны ГАМКергические нейроны. Если подавить их активность оптогенетическими методами, то мыши резко перестают утешать своих стрессированных партнеров. Далее выяснилось, что в аллогруминге задействованы не все ГАМКергические нейроны MeA, а только одна их разновидность (субпопуляция), производящая нейропептиды тахикинины (см. Tachykinin peptides), кодируемые геном Tac1. Если эти нейроны искусственно активировать, то аллогруминг, направленный на стрессированных партнеров, резко усиливается (усиливается также и нежность по отношению к нестрессированным партнерам, но в меньшей степени, чем к стрессированным). Если же активность ГАМКергических нейронов MeA, экспрессирующих Tac1, искусственно уменьшить, то интенсивность аллогруминга снижается. Другие субпопуляции ГАМКергических нейронов MeA, производящие другие нейропептиды (соматостатин и холецистокинин), не влияют на аллогруминг. Более того: искусственное возбуждение тех ГАМКергических нейронов MeA, которые не экспрессируют Tac1, стимулирует не ласку и нежность, а агрессию, то есть мышь атакует партнера вместо того, чтобы его утешать.

Попутно исследователи идентифицировали и ту популяцию нейронов MeA, которая контролирует самогруминг. Оказалось, что за этот поведение тоже отвечают нейроны, экспрессирующие Tac1, но только не ГАМКергические, а глутаматергические. Если их искусственно возбудить, мышь начинает чиститься и прихорашиваться, а если заблокировать — становится безразличной к красоте и гигиене.

Хотя все эти популяции нейронов MeA, контролирующие разные аспекты социального поведения (аллогруминг, самогруминг, обнюхивание, агрессию), различаются биохимически (производят разные наборы нейропептидов и медиаторов), пространственно они никак не обособлены, то есть разбросаны по MeA более или менее случайным образом.

Авторы не успокоились на достигнутом и решили выяснить, куда идут аксоны ГАМКергических нейронов MeA, экспрессирующих Tac1. Оказалось, что они идут в два отдела гипоталамуса: медиальную преоптическую область (medial preoptic area, MPOA) и вентральное премаммилярное ядро (ventral premammillary nucleus, PMv). Сложные дополнительные эксперименты (примерное представление об их сложности дает рис. 3) показали, что аллогруминг стимулируется активностью не всех ГАМКергических нейронов MeA, экспрессирующих Tac1, а только тех из них, чьи сигналы поступают в MPOA (но не тех, чьи аксоны идут в PMv). Про MPOA известно, что этот отдел гипоталамуса играет важнейшую роль в половом и родительском поведении, и что он чувствителен к окситоциновым и вазопрессиновым сигналам, приходящим из других областей гипоталамуса. Забота о детенышах у млекопитающих включает в себя облизывание и уход за мехом, то есть аллогруминг, направленный на детеныша. Теперь стало ясно, что MPOA задействована также и в утешающем аллогруминге, направленном на взрослых сородичей того же пола (а участие окситоцина в этом поведении было ранее показано на моногамных полевках). MPOA анатомически различается у самцов и самок (см.: Sexually dimorphic nucleus), однако полученные в данном исследовании результаты относятся к обоим полам в равной мере.

Рис. 3. Схема эксперимента, показавшего, что за аллогруминг отвечают ГАМКергические, экспрессирующие Tac1 нейроны MeA, аксоны которых идут в MPOA. Для этого искусственные вирусы с геном каналородопсина (мембранного белка водоросли, пропускающего ионы через мембрану под действием света), вводятся либо в MeA, либо в MPOA мыши, генетически модифицированной таким образом, чтобы этот вирус «срабатывал» только в клетках с работающими генами Tac1 (тахикинин) и Vgat (транспортер ГАМК). В результате получается мышь, у которой можно по желанию экспериментатора возбуждать ГАМКергические нейроны, экспрессирующие Tac1 (и никакие другие), при помощи синего света и световодов, вставленных либо в MPOA, либо в MeA. В обоих случаях это приводит к резкому росту интенсивности аллогруминга (на графиках 0 соответствует моменту включения света). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Таким образом, во-первых, исследование показало, что мыши утешают стрессированных партнеров при помощи аллогруминга. Во-вторых, оно выявило популяцию нейронов, контролирующих это поведение. В-третьих, стало ясно, что MeA играет важную роль в регуляции нескольких форм социального поведения, для каждой из которых в MeA есть особая популяция нейронов. Обнюхивание сородичей, способность их утешать, если они расстроены, агрессия, прихорашивание — для каждого из этих интимных проявлений тонкой мышиной души есть специальные, биохимически обособленные группы нейронов в MeA. Получается, что всё это «прошито» в мозге на самом базовом нейробиологическом уровне.

Результаты, полученные на мышах, не стоит слепо переносить на приматов. Всё-таки у мышей в поведении куда больше инстинктивных, врожденных компонентов, чем у обезьян, чье поведение в большей степени определяется обучением (в том числе социальным), да и запахи играют в мышиной жизни более важную роль. Однако внешнее сходство многих аспектов социального поведения настолько велико (взять хоть ту же склонность утешать расстроенных товарищей при помощи аллогруминга), что невольно возникает вопрос: не унаследовали ли мы нейронные контуры, отвечающие за всё это, еще от общих с грызунами предков?

Источник: Ye Emily Wu, James Dang, Lyle Kingsbury, Mingmin Zhang, Fangmiao Sun, Rongfeng K. Hu & Weizhe Hong. Neural control of affiliative touch in prosocial interaction // Nature. 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-03962-w.

Источник