10 июня 2016
Мужские плодовые мухи имеют спаривание, а его рост и падение контролируются уровнями дофамина в одной области мозга, как выяснили сотрудники нейробиологов Гарвардской медицинской школы.
Обнаружение дает представление о природе мотивации у разных видов, говорят исследователи.
«Никого из нас на самом деле не интересуют мухи или их сексуальное поведение», - сказала Драгана Рогуля, доцент нейробиологии Гарвардской медицинской школы и соавтор исследования. «Мы пытаемся понять, как животные принимают и выполняют решения, выполнять или не выполнять поведение».
Сообщено июнь 9 в Нейрон, полученные данные раскрывают больше о том, как изменение внутреннего состояния животного может подтолкнуть его к тому, чтобы оно перестало делать то, к чему оно было ранее мотивировано, например, как человек имеет тенденцию прекращать есть, когда его мозг указывает, что его желудок полон, даже если аппетитная еда остается на Таблица.
«Наш мозг постоянно движется в самых разных направлениях», - сказал Майкл Крикмор, доцент кафедры неврологии в Центре нейробиологии FM Kirby в Бостонской детской больнице и соавтор исследования. «Из всего, чем вы могли бы заниматься, как выбрать одно поведение, которое наиболее актуально и соответствует условиям внутри вас и во внешнем мире?
«Раньше в моей карьере казалось, что мы принимаем желаемое за действительное, что мы достигнем реального механистического понимания того, как это работает», - сказал Крикмор. «Однако мы уже видим, как облака начинают рассеиваться. Мы находим некоторые фундаментальные принципы работы мозга, которые, по нашему мнению, будут широко сохраняться. Для меня это действительно интересно ».
Слишком много хорошего
Первый автор исследования, Стивен Чжан, научный сотрудник Quan в лаборатории Rogulja под руководством Крикмора, начал с наблюдения, что самцы плодовых мух, помещенные во флаконы с 25 самками, теряли интерес после трех-четырех спариваний.
Что изменилось? Эксперименты показали, что мухи не устают и не искали новую группу самок.
Чжан обнаружил, что репродуктивная жидкость в эякуляционных луковицах мух - «часть, о которой заботится эволюция» - истощается с каждым совокуплением. Но удаление репродуктивных органов самцов мух никак не повлияло на их брачный инстинкт.
Затем Чжан позволил одной группе самцов спариваться нормально, но остановил вторую группу в середине полового акта, прежде чем они передали репродуктивную жидкость самкам. Несмотря на то, что эякуляторные луковицы второй группы оставались заполненными, в обеих группах наблюдалось снижение влечения к спариванию.
«Это говорит нам о том, что в начале спаривания посылается некий сигнал, который инструктирует мозг подавлять влечение к спариванию и который может служить индикатором количества оставшейся жидкости», - сказал Рогуля.
После выполнения тысяч тестов команда обнаружила, что эта подавление вызвана изменениями в активности конкретных допамин-продуцирующие нейроны.
Точка сходимости
Плодовые мушки были привлекательной модельной системой, потому что их крошечный мозг имеет всего около 135,000 85 нейронов по сравнению с 3,000 миллиардами человеческого мозга. Исследователи решили изучить влечение к спариванию отчасти потому, что это сексуально диморфное поведение у мух, а это означало, что команда могла сузить свой поиск до XNUMX нейронов, которые различаются у мужчин и женщин.
Из них Чжан смог определить лишь несколько нейронов, продуцирующих дофамин, активность которых соответствовала инстинкту спаривания мух. Команда могла точно предсказать, сколько раз муха спаривалась, основываясь на том, насколько занятыми или тусклыми были эти нейроны.
«Вы могли видеть, в какой стадии сытости была муха, - сказал Рогуля.
Исследователи обнаружили, что дофамин действует на нейроны P1, где сходятся взгляды, звуки, запахи и вкусы женской мухи. Известно, что активация нейронов P1 вызывает поведение ухаживания.
Команда увидела, что если мужская муха выпустила много допамина на P1, она решила судить, но если выход дофамина на P1 был низким, никаких сенсорных входов от женщин летит может заинтересовать его.
Оказалось, что высокий уровень дофамина в мозге самца позволяет сенсорной информации о самке активировать нейроны P1 и инициировать ухаживание. После нескольких вязок уровни допамина упал, и та же сенсорная информация не смогла активировать P1.
«Мы думаем, что получаем представление об общем способе снижения мотивации», - сказал Крикмор. «Если вы пытаетесь заставить самца не ухаживать за самкой, вы можете заблокировать способность получать сенсорные сигналы от самки, но тогда самец может вообще не понять, что там есть другая муха, или запутать ее. мужчина. Вы можете заблокировать двигательные функции, чтобы предотвратить ухаживания, но тогда у самца могут возникнуть проблемы с выполнением другого поведения ".
Рогуля добавил: «Вы бы предпочли изменить способ преобразования всей этой информации в целенаправленную моторную отдачу. Таким образом, у вас могут быть параллельные процессы в мозгу для разного поведения ».
Исследователи подчеркивают, что им удалось быстро воплотить свои выводы в теории о том, как мотивация работает на неврологическом уровне, потому что уже очень много было известно о влиянии дофамина на поведение и о том, что происходит в P1.
«Дело не только в том, что Стивен нарисовал диаграмму, показывающую, что дофаминергические нейроны напрямую общаются с нейронами, управляющими ухаживанием», - сказал Рогуля. «Важно то, что мы раскрываем принцип, который, вероятно, будет сохранен и который помогает нам понять, как мотивируется поведение».
Исследуйте далее: Исследования плодовых мух могут раскрыть, что происходит в мозгу самок во время ухаживания и спаривания
Больше информации: Дофаминергическая схема, лежащая в основе брачного влечения. Нейрон, dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.05.020
Справочник журнала: Нейрон
Предоставлено: Гарвардская медицинская школа
Узнайте больше на сайте: http://phys.org/news/2016-06-fruit-sex-hints-animals-behaviors.html#jCp
;