Le 10 juin 2016
Une équipe de neurobiologistes de la Harvard Medical School a constaté que les mouches des fruits mâles ont une pulsion sexuelle, et que son élévation et sa chute sont contrôlées par les niveaux de dopamine dans une région du cerveau.
La découverte donne un aperçu de la nature de la motivation parmi les espèces, ont indiqué les chercheurs.
«Aucun de nous n'est vraiment intéressé par les mouches ou leur comportement sexuel», a déclaré Dragana Rogulja, professeur adjoint de neurobiologie à la Harvard Medical School et co-auteur principal de l'étude. «Nous essayons de comprendre comment les animaux prennent et exécutent des décisions pour exécuter ou non un comportement.»
Rapporté Juin 9 dans Neuron, les résultats en révèlent davantage sur la façon dont un changement dans l'état interne d'un animal peut le pousser à arrêter de faire quelque chose pour lequel il était auparavant motivé, comme la façon dont une personne a tendance à arrêter de manger lorsque son cerveau indique que son estomac est plein même si des aliments appétissants restent allumés. la table.
«Nos cerveaux sont constamment tirés dans de nombreuses directions différentes», a déclaré Michael Crickmore, professeur adjoint de neurologie au HMS au FM Kirby Neurobiology Center du Boston Children's Hospital et co-auteur principal de l'étude. «De toutes les choses que vous pourriez faire, comment choisir le comportement le plus urgent et le plus approprié pour les conditions à l'intérieur de vous et dans le monde extérieur?
«Plus tôt dans ma carrière, il me semblait un vœu pieux que nous arriverions à une véritable compréhension mécaniste de la façon dont cela fonctionne», a déclaré Crickmore. «Pourtant, nous voyons déjà les nuages commencer à se dissiper. Nous découvrons certains principes fondamentaux des circuits cérébraux qui, selon nous, sont susceptibles d'être largement conservés. Pour moi, c'est vraiment excitant.
Trop de bonne chose
Le premier auteur de l'étude, Stephen Zhang, un boursier prédoctoral Quan du laboratoire Rogulja co-encadré par Crickmore, a commencé par observer que les mouches des fruits mâles placées dans des flacons contenant 25 mouches femelles ont perdu tout intérêt après trois à quatre accouplements.
Qu'est ce qui a changé? Des expériences ont montré que les mouches ne se fatiguaient pas et qu'elles ne cherchaient pas un nouveau groupe de femelles.
Zhang a découvert que le liquide reproducteur dans les bulbes éjaculateurs des mouches - "la partie qui se soucie de l'évolution" - s'épuise à chaque copulation. Mais retirer les organes reproducteurs des mouches mâles n'a pas du tout affecté leur pulsion d'accouplement.
Zhang a ensuite laissé un groupe de mâles s'accoupler normalement mais a arrêté un deuxième groupe au milieu du coït, avant de transférer le liquide reproducteur aux femelles. Même si les ampoules éjaculatoires du deuxième groupe sont restées pleines, les deux groupes ont connu une baisse de la pulsion d'accouplement.
"Cela nous a dit qu'il y a un signal envoyé au début de l'accouplement qui ordonne au cerveau de réguler à la baisse la pulsion d'accouplement et qui peut servir de proxy pour la quantité de liquide restant", a déclaré Rogulja.
Après avoir effectué des milliers de tests, l’équipe a constaté que cette régulation négative était due à des modifications de l’activité de neurones producteurs de dopamine.
Point de convergence
Les mouches des fruits étaient un système modèle attractif car leur minuscule cerveau ne possède qu'environ 135,000 85 neurones, contre 3,000 milliards pour le cerveau humain. Les chercheurs ont choisi d'étudier la pulsion d'accouplement en partie parce qu'il s'agit d'un comportement sexuellement dimorphe chez les mouches, ce qui signifie que l'équipe pourrait restreindre sa recherche aux XNUMX neurones qui diffèrent entre les hommes et les femmes.
Parmi ceux-ci, Zhang n'a pu identifier que quelques neurones producteurs de dopamine dont l'activité correspondait à la pulsion d'accouplement des mouches. L'équipe pouvait prédire avec précision combien de fois une mouche s'était accouplée en fonction de l'occupation ou de la terne de ces neurones.
«On pouvait voir à quel stade de satiété se trouvait la mouche», a déclaré Rogulja.
Les chercheurs ont découvert que la dopamine agissait sur les neurones P1, qui sont les points de convergence des images, des sons, des odeurs et des goûts d'une mouche femelle. L'activation des neurones P1 était connue pour déclencher un comportement de cour.
L’équipe a constaté que si une mouche mâle libérait beaucoup de dopamine sur P1, elle décidait de faire la cour, mais si la production de dopamine sur P1 était faible, aucune entrée sensorielle de la part de la femme mouches pourrait piquer son intérêt.
Il est apparu que des niveaux élevés de dopamine dans le cerveau d'un homme permettaient aux informations sensorielles sur une femme d'activer les neurones P1 et d'initier un comportement de parade nuptiale. Après quelques accouplements, niveaux de dopamine est tombé et la même information sensorielle n’a pas pu activer P1.
«Nous pensons avoir un aperçu d'une façon générale de réduire les motivations», a déclaré Crickmore. «Si vous essayez de faire en sorte qu'un homme ne courtise pas une femme, vous pourriez bloquer la capacité de recevoir des signaux sensoriels de la femelle, mais alors le mâle pourrait ne pas être en mesure de dire qu'il y a une autre mouche là-bas du tout ou pourrait la confondre pour un mâle. Vous pouvez bloquer les fonctions motrices pour empêcher la parade nuptiale, mais le mâle pourrait alors avoir des difficultés à adopter d'autres comportements. »
Rogulja a ajouté: «Vous préférez changer la façon dont toutes ces informations sont transformées en sortie de moteur utile. De cette façon, vous pouvez avoir des processus parallèles dans le cerveau pour différents comportements.
Les chercheurs soulignent qu'ils ont été en mesure de traduire rapidement leurs découvertes en une théorie du fonctionnement de la motivation au niveau neurologique, car on en savait déjà beaucoup sur les effets de la dopamine sur le comportement et sur ce qui se passe dans P1.
"Ce n'est pas seulement que Stephen a tracé un diagramme montrant que les neurones dopaminergiques parlent directement aux neurones de commande de la cour", a déclaré Rogulja. «Ce qui est important, c'est que nous découvrons un principe qui est susceptible d'être conservé et qui nous aide à comprendre comment les comportements sont motivés.»
Explorer plus loin: La recherche sur les mouches des fruits peut révéler ce qui se passe dans le cerveau des femmes pendant les parades et l'accouplement
En savoir plus : Circuit dopaminergique sous-jacent au couplage. Neuron, dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.05.020
Référence du journal: Neuron
Fourni par: Harvard Medical School
En savoir plus: http://phys.org/news/2016-06-fruit-sex-hints-animals-behaviors.html#jCp
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