Junij 10, 2016
Moške sadne muhe imajo parjenje, njegov vzpon in padec pa nadzorujejo ravni dopamina na enem območju možganov, je ugotovila ekipa nevrobiologov medicinske fakultete Harvard.
Odkritje ponuja vpogled v naravo motivacije med vrstami, pravijo raziskovalci.
"Nihče od nas v resnici ne zanima muh ali njihovega spolnega vedenja," je povedala Dragana Rogulja, docentka za nevrobiologijo na medicinski šoli Harvard in soavtorica študije. "Poskušamo razumeti, kako živali sprejemajo in izvajajo odločitve, da bi se vedele ali ne."
Poročeno v juniju 9 v Nevron, ugotovitve razkrivajo več o tem, kako lahko sprememba notranjega stanja živali spodbudi, da preneha delati nekaj, za kar je bila prej motivirana, na primer, kako človek ponavadi preneha jesti, ko možgani kažejo, da je želodec poln, tudi če je apetična hrana miza.
"Naše možgane nenehno vlečejo v različne smeri," je povedal Michael Crickmore, docent za nevrologijo HMS v FM Kirby Neurobiology Center v otroški bolnišnici v Bostonu in soavtor študije. »Kako med vsemi stvarmi, ki bi jih morda lahko počeli, kako izbrati tisto vedenje, ki je najbolj nujno in primerno za razmere v vas in v zunanjem svetu?
"Prej v moji karieri se mi je zdelo, da sem želel razmišljati o tem, kako bomo resnično razumeli, kako to deluje," je dejal Crickmore. »Vendar že vidimo, da se oblaki začnejo razprševati. Ugotovili smo nekaj temeljnih načel možganskega vezja, za katere menimo, da bodo verjetno na splošno ohranjeni. Zame je to res vznemirljivo. «
Preveč dobrega
Prvi avtor študije Stephen Zhang, predoktorski sodelavec Quan v laboratoriju Rogulja, ki mu je mentoriral Crickmore, je začel z opazovanjem, da moške sadne muhe, nameščene v viale s 25 ženskimi muhami, po treh do štirih paritvah izgubijo zanimanje.
Kaj se je spremenilo? Poskusi so pokazali, da se muhe niso utrudile in tudi niso iskale novega nabora samic.
Zhang je ugotovil, da se je reproduktivna tekočina v ejakulacijskih žarnicah muh - "del, ki ga skrbi evolucija" - izpraznila z vsako kopulacijo. Toda odstranjevanje reproduktivnih organov moških muh sploh ni vplivalo na njihov parilni nagon.
Nato je Zhang pustil, da se ena skupina samcev normalno pari, vendar je ustavil drugo skupino sredi koitusa, preden so reproduktivno tekočino prenesli na samice. Čeprav so ejakulacijske žarnice druge skupine ostale polne, sta obe skupini doživeli upad parjenja.
"To nam je povedalo, da je na začetku parjenja poslan nekaj signala, ki nalaga možganom, da uravnavajo pogon parjenja in ki lahko služi kot posrednik za količino preostale tekočine," je dejal Rogulja.
Po opravljenih tisočih testiranjih je skupina ugotovila, da so to znižanje povzročile spremembe v specifičnih aktivnostih dopamin, ki proizvaja nevrone.
Točka konvergence
Sadne muhe so bile privlačen modelni sistem, saj imajo njihovi drobni možgani le približno 135,000 nevronov v primerjavi s 85 milijardami človeških možganov. Raziskovalci so se odločili, da bodo parjenje preučevali deloma, ker gre za spolno dimorfno vedenje muh, kar je pomenilo, da bi lahko ekipa svoje iskanje zožila na 3,000 nevronov, ki se med moškimi in samicami razlikujejo.
Od teh je Zhang lahko določil le nekaj nevronov, ki proizvajajo dopamin, katerih aktivnost je ustrezala parjenju muh. Ekipa je lahko natančno napovedala, kolikokrat se je muha parila glede na to, kako zasedeni ali nejasni so bili ti nevroni.
"Videli ste, v kateri fazi sitosti je muha," je dejal Rogulja.
Raziskovalci so ugotovili, da dopamin deluje na nevrone P1, kjer se vidik, zvok, vonj in okus ženske muhe zbližajo. Znano je, da aktiviranje nevronov P1 sproži obnašanje.
Ekipa je videla, da če moška muha sprosti veliko dopamina na P1, se je odločila za sodišče, če pa je izhod dopamina na P1 nizek, ni senzornih vnosov iz samice muhe lahko vzbudi zanimanje.
Izkazalo se je, da visoke ravni dopamina v moških možganih omogočajo senzorične informacije o samici, da aktivirajo nevrone P1 in sprožijo vedenje. Po nekaj paritvah, dopamin padel in iste senzorične informacije niso uspele aktivirati P1.
"Mislimo, da smo dobili vpogled v splošen način za zmanjšanje motivacije," je dejal Crickmore. "Če poskušate, da moški ne dvori ženski, bi lahko blokiral sposobnost sprejemanja senzoričnih signalov od samice, potem pa moški morda ne bi mogel ugotoviti, ali je tam sploh še ena muha ali bi jo lahko zamenjal za moški. Lahko bi blokirali motorične funkcije, da bi preprečili dvorjenje, potem pa bi moški imel težave z izvajanjem drugih vedenj. "
Rogulja je dodal: "Raje spremenite način, kako se vse te informacije pretvorijo v namensko moč motorja. Tako imate lahko v možganih vzporedne procese za različna vedenja. "
Raziskovalci poudarjajo, da so lahko svoje ugotovitve hitro prevedli v teorijo o tem, kako deluje motivacija na nevrološki ravni, ker je bilo že toliko znanega o učinkih dopamina na vedenje in o dogajanju v P1.
"Ne gre le za to, da je Stephen začrtal diagram, ki kaže, da dopaminergični nevroni govorijo neposredno z dvornimi ukaznimi nevroni," je dejal Rogulja. "Pomembno je, da odkrijemo načelo, ki se bo verjetno ohranilo in nam bo pomagalo razumeti, kako motivirano vedenje."
Raziščite še: Raziskave s sadnimi muhami lahko razkrijejo, kaj se zgodi v možganih žensk med udvaranjem in parjenjem
Več informacij: Dopaminergični krog pod osnovnim parjenjem. Nevron, dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.05.020
Referenčna številka: Nevron
Provided by: Harvard Medical School
Preberite več na: http://phys.org/news/2016-06-fruit-sex-hints-animals-behaviors.html#jCp
;