10 czerwca 2016 r.
Samce muszek owocowych mają napęd krycia, a ich wzrost i upadek jest kontrolowany przez poziom dopaminy w jednym obszarze mózgu, jak odkrył zespół neurobiologów Harvard Medical School.
Odkrycie zapewnia wgląd w naturę motywacji między gatunkami, twierdzą naukowcy.
„Nikt z nas tak naprawdę nie jest zainteresowany muchami ani ich zachowaniami seksualnymi” - powiedziała Dragana Rogulja, adiunkt neurobiologii w Harvard Medical School i współautorka badania. „Staramy się zrozumieć, w jaki sposób zwierzęta podejmują i podejmują decyzje dotyczące wykonywania lub nie wykonywania danego zachowania”.
Zgłoszono czerwiec 9 w Neuron, odkrycia ujawniają więcej o tym, w jaki sposób zmiana stanu wewnętrznego zwierzęcia może zmusić je do zaprzestania robienia czegoś, do czego było wcześniej zmotywowane, na przykład o tym, jak osoba ma tendencję do zaprzestania jedzenia, gdy jej mózg wskazuje, że żołądek jest pełny, nawet jeśli pozostaje apetyczny pokarm stół.
„Nasze mózgi są nieustannie wyciągane w wielu różnych kierunkach” - powiedział Michael Crickmore, adiunkt neurologii HMS w Centrum Neurobiologii FM Kirby'ego w Bostońskim Szpitalu Dziecięcym i współautor badania. „Spośród wszystkich rzeczy, które moglibyście robić, w jaki sposób wybrać jedno zachowanie, które jest najpilniejsze i najbardziej odpowiednie dla warunków panujących w was iw świecie zewnętrznym?
„Wcześniej w mojej karierze wydawało się, że myślenie życzeniowe to prawdziwie mechanistyczne zrozumienie tego, jak to działa” - powiedział Crickmore. „Jednak już widzimy, jak chmury zaczynają się rozpraszać. Znajdujemy pewne podstawowe zasady obwodów mózgowych, które naszym zdaniem mogą być szeroko zakonserwowane. Dla mnie to naprawdę ekscytujące ”.
Za dużo tego dobrego
Pierwszy autor badania, Stephen Zhang, pracownik predoktoralny Quan w laboratorium Rogulja, którego współautorem był Crickmore, zaczął od obserwacji, że samce muszek owocówki umieszczone w fiolkach z 25 samicami straciły zainteresowanie po trzech do czterech krycia.
Co się zmieniło? Eksperymenty wykazały, że muchy nie męczyły się ani nie szukały nowego zestawu samic.
Zhang odkrył, że płyn rozrodczy w cebulkach ejakulacyjnych much - „ta część, na której zależy ewolucja” - wyczerpuje się przy każdej kopulacji. Ale usunięcie organów rozrodczych samców w ogóle nie wpłynęło na ich skłonność do krycia.
Zhang następnie pozwolił jednej grupie samców kojarzyć się normalnie, ale zatrzymał drugą grupę w trakcie stosunku, zanim przekazali płyn rozrodczy samicom. Mimo że cebulki ejakulacyjne drugiej grupy pozostały pełne, w obu grupach nastąpił spadek popędu godowego.
„To powiedziało nam, że na początku kojarzenia wysyłany jest sygnał, który instruuje mózg, aby zmniejszyć popęd krycia i może służyć jako wskaźnik zastępczy dla ilości pozostałego płynu” - powiedział Rogulja.
Po wykonaniu tysięcy testów zespół odkrył, że ta obniżka została spowodowana zmianami aktywności konkretnych neurony wytwarzające dopaminę.
Punkt zbieżności
Muszki owocowe były atrakcyjnym systemem modelowym, ponieważ ich maleńkie mózgi mają tylko około 135,000 85 neuronów, w porównaniu do 3,000 miliardów ludzkiego mózgu. Naukowcy zdecydowali się zbadać popęd płciowy po części dlatego, że jest to seksualnie dymorficzne zachowanie much, co oznaczało, że zespół mógł zawęzić swoje poszukiwania do XNUMX neuronów, które różnią się między samcami i samicami.
Spośród nich Zhang był w stanie wskazać tylko kilka neuronów produkujących dopaminę, których aktywność odpowiadała popędowi godowemu much. Zespół mógł dokładnie przewidzieć, ile razy mucha łączyła się w pary, na podstawie tego, jak zajęte lub słabe były te neurony.
„Można było zobaczyć, na jakim etapie sytości znajduje się mucha” - powiedział Rogulja.
Naukowcy odkryli, że dopamina działa na neurony P1, gdzie zbiegają się widoki, dźwięki, zapachy i smaki muchy żeńskiej. Wiadomo, że aktywacja neuronów P1 powoduje zachowanie zalotów.
Zespół zauważył, że jeśli mucha męska wypuściła dużo dopaminy na P1, zdecydowała się na sąd, ale jeśli dawka dopaminy na P1 była niska, brak danych zmysłowych od kobiet leci może wzbudzić zainteresowanie.
Okazało się, że wysoki poziom dopaminy w mózgu mężczyzny umożliwił informacjom sensorycznym kobiety aktywację neuronów P1 i zainicjowanie zalotów. Po kilku kryciu poziomy dopaminy upadł, a te same informacje sensoryczne nie były w stanie aktywować P1.
„Uważamy, że mamy wgląd w ogólny sposób obniżania motywacji” - powiedział Crickmore. „Jeśli próbujesz przekonać mężczyznę, aby nie zabiegał o kobietę, możesz zablokować zdolność odbierania sygnałów sensorycznych od kobiety, ale wtedy samiec może nie być w stanie stwierdzić, że jest tam inna mucha lub może ją pomylić Mężczyzna. Możesz zablokować funkcje motoryczne, aby zapobiec zalotom, ale wtedy samiec może mieć problemy z wykonywaniem innych zachowań. ”
Rogulja dodał: „Wolałbyś raczej zmienić sposób, w jaki wszystkie te informacje są przekształcane w celową moc silnika. W ten sposób możesz mieć równoległe procesy w mózgu dla różnych zachowań ”.
Naukowcy podkreślają, że byli w stanie szybko przełożyć swoje odkrycia na teorię działania motywacji na poziomie neurologicznym, ponieważ tak wiele było już wiadomo o wpływie dopaminy na zachowanie i tym, co dzieje się w P1.
„Nie chodzi tylko o to, że Stephen nakreślił diagram pokazujący, że neurony dopaminergiczne komunikują się bezpośrednio z neuronami rozkazów zalotów” - powiedział Rogulja. „Ważne jest to, że odkrywamy zasadę, która prawdopodobnie będzie zachowana i która pomoże nam zrozumieć, w jaki sposób motywowane są zachowania”.
Przeglądaj dalej: Badania much owocowych mogą ujawnić, co dzieje się w mózgach kobiet podczas zalotów i krycia
Więcej informacji: Dopingergiczny obwód napędowy układu obwodów. Neuron, dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.05.020
Numer referencyjny czasopisma: Neuron
Dostarczone przez: Harvard Medical School
Dowiedz się więcej: http://phys.org/news/2016-06-fruit-sex-hints-animals-behaviors.html#jCp
;