Новое исследование Бирмингемского университета выявило точные нейронные импульсы, срабатывающие в мозгу мух, когда они сталкиваются с непростым выбором: отправиться есть или спариваться, сообщает пресс-служба вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Плодовые мушки, или дрозофилы, обычно используются в исследованиях в области нейробиологии, которые могут помочь понять, как ведет себя более сложный мозг. Это связано с тем, что дрозофилы способны запоминать и обучаться, при том что их мозг насчитывает всего около 100000 нейронов. Для сравнения, в мозге человека около 86 миллиардов нейронов.
Доктор Каролина Резаваль, руководитель исследовательской группы из Бирмингемского университета, объясняет: «Мы часто оказываемся в конфликтных ситуациях, когда мы должны ставить одну цель выше других. Для животного в природе это может означать необходимость выбора между кормлением, спариванием или борьбой за ресурсы. Откуда животное знает, что делать? Плодовая мушка дрозофила – отличная экспериментальная система, позволяющая понять, как важные поведенческие решения принимаются в головном мозге. Мы можем идентифицировать нейронные элементы, которые управляют поведением, и расшифровать лежащие в основе этого поведения механизмы».
В исследовании самцов мух держали подальше как от пищи, так и от самок, а затем предлагали на выбор и то, и другое. Команда обнаружила, что спаривание постоянно подавлялось голодом у мух, которые голодали, причем поворотный момент в поведении наступал примерно через 15 часов голодания. После кормления исследователи обнаружили, что самцы мух переключают свое внимание на ухаживания – иногда всего за несколько секунд.
Затем команда использовала генетические инструменты, чтобы отметить нейроны мозга флуоресцентными маркерами. Затем они включали или выключали небольшое количество нейронов и тестировали их влияние на поведение. С помощью этих инструментов они наблюдали, как мозг мухи реагирует, когда доступны противоречивые варианты, и как он выбирает среди них.
Обнаружилось, что нейроны, которые говорят мухе идти и есть или идти и спариваться, по сути конкурируют друг с другом. Если потребность в еде является наиболее острой, «нейроны еды» возьмут верх, если угроза голода меньше, тогда побуждение к воспроизводству победит, объясняют ученые.
Исследователи также обнаружили, что выбор поведения не был абсолютно фиксированным и зависел от контекста. Конечно, когда у мухи мало энергии, еда находится в приоритете. В других ситуациях на это решение также может повлиять качество пищи, поскольку мухи отказываются от плохой пищи и выбирают спаривание, даже когда голодны.
Изучая общие механизмы мозга, исследователи в конечном итоге смогут лучше понять, как работает более сложный мозг и что происходит, когда он выходит из строя в таких условиях, как зависимость, болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера, которые, как известно, влияют на процессы принятия решений в мозге.
[Фото: UNIVERSITY OF BIRMINGHAM]
